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JP2000139069A - Linear motor drive - Google Patents

Linear motor drive

Info

Publication number
JP2000139069A
JP2000139069A JP10310875A JP31087598A JP2000139069A JP 2000139069 A JP2000139069 A JP 2000139069A JP 10310875 A JP10310875 A JP 10310875A JP 31087598 A JP31087598 A JP 31087598A JP 2000139069 A JP2000139069 A JP 2000139069A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
armature coil
field magnet
magnet
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10310875A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiro Nanba
克宏 難波
Mitsutoshi Iko
光俊 位高
Masazo Ishiyama
雅三 石山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP10310875A priority Critical patent/JP2000139069A/en
Publication of JP2000139069A publication Critical patent/JP2000139069A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain accurate driving by suppressing the influence of a magnetic field generated by the energization of an armature coil, in a linear motor driving device provided with a field magnet, the armature coil which faces and reciprocates along the field magnet, and a driving controller which controls the energization to the armature coil. SOLUTION: This linear motor drive is provided with a counter 44 capable of detecting the position of an armature coil AC in the prescribed direction, a memory 46 capable of storing the information of a magnetic field generated by a field magnet at respective positions in a prescribed direction, a magnetic pole detecting part 45 capable of reading magnetic field information from the memory 46 based on the position of the armature coil AC detected by the counter 44, and detecting the polarity of the field magnetic pole of the armature coil AC at a prescribed position, and an energization controller 47 which detects the timing of the energization based on the polarity of the pole detected by the magnetic pole detecting part 45 and energizes the armature coil AC.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスリニア
モータ及びその駆動装置を備えるリニアモータ駆動装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless linear motor and a linear motor driving device including the driving device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ブラシレスリニアモータの一例の概略断
面図を図31に示す。図31に示すリニアモータLMP
は、所定方向に直線的に延びるガイド軸91を備えてい
る。ガイド軸91は磁性材料からなり、N極の磁極とS
極の磁極が交互に並ぶ界磁マグネットFMが形成されて
いる。
2. Description of the Related Art FIG. 31 shows a schematic sectional view of an example of a brushless linear motor. Linear motor LMP shown in FIG.
Is provided with a guide shaft 91 extending linearly in a predetermined direction. The guide shaft 91 is made of a magnetic material.
A field magnet FM in which the magnetic poles are alternately arranged is formed.

【0003】ガイド軸91には、リング状の電機子コイ
ルACが外嵌している。電機子コイルACは、U相コイ
ルLu、V相コイルLv及びW相コイルLwの三つのリ
ング状コイルからなる。電機子コイルACは、界磁マグ
ネットFMに臨んでいる。電機子コイルACは、界磁マ
グネットFMに臨みつつ、ガイド軸91に沿って往復移
動できる。
A ring-shaped armature coil AC is fitted around the guide shaft 91. The armature coil AC includes three ring-shaped coils of a U-phase coil Lu, a V-phase coil Lv, and a W-phase coil Lw. The armature coil AC faces the field magnet FM. The armature coil AC can reciprocate along the guide shaft 91 while facing the field magnet FM.

【0004】シャフト状のガイド軸91に形成された界
磁マグネットFMとこれに臨む電機子コイルACによ
り、シャフト型リニアモータが構成されている。このリ
ニアモータは、界磁マグネットFMをモータ固定子と
し、電機子コイルACをモータ可動子とするいわゆるム
ービングコイル型のリニアモータである。電機子コイル
ACに通電することで、電機子コイルACをガイド軸9
1に沿って駆動することができる。
[0004] A shaft type linear motor is constituted by a field magnet FM formed on a shaft-shaped guide shaft 91 and an armature coil AC facing the field magnet FM. This linear motor is a so-called moving coil type linear motor using a field magnet FM as a motor stator and an armature coil AC as a motor mover. By energizing the armature coil AC, the armature coil AC
1 can be driven.

【0005】電機子コイルの各コイルにパルス通電する
ときには、次のような界磁マグネット情報を検出して、
その検出した界磁マグネット情報に基づき電機子コイル
ACの各コイルにパルス通電がなされている。界磁マグ
ネット情報としては、例えば電機子コイルACの各コイ
ルと、そのコイルが臨む界磁マグネットFMの磁極との
ガイド軸長手方向における位置関係が検出される。ま
た、各コイルが臨む界磁マグネットの磁極の極性も界磁
マグネット情報として検出される。
When a pulse is applied to each of the armature coils, the following field magnet information is detected and
Pulse current is applied to each coil of the armature coil AC based on the detected field magnet information. As the field magnet information, for example, a positional relationship in the longitudinal direction of the guide shaft between each coil of the armature coil AC and the magnetic pole of the field magnet FM facing the coil is detected. The polarity of the magnetic pole of the field magnet facing each coil is also detected as field magnet information.

【0006】図31に示すリニアモータLMPにおいて
は、コイルLu、Lv、Lwの各コイルの図中左端のP
1 、P2 、P3 の各位置での界磁マグネットFMの磁極
の極性を検出することで、界磁マグネット情報を検出し
ている。そのため、P1 、P 2 、P3 の各位置には、そ
れぞれ磁気センサとしてホール素子h1 、h2 、h3
配置されている。これらホール素子は、電機子コイルA
Cに支持されており、電機子コイルACとともに移動す
る。リニアモータLMPにおいては、電機子コイルAC
上のP1 、P2 、P3 の各位置での界磁マグネットの磁
極の切り替わり位置に同期させて、図32に示すタイミ
ングで各コイルに通電することで、推力変動少なく電機
子コイルACをガイド軸91に沿って移動させることが
できる。
In the linear motor LMP shown in FIG.
Is P at the left end in the drawing of each of the coils Lu, Lv, and Lw.
1, PTwo, PThreePole of field magnet FM at each position
Field magnet information by detecting the polarity of
ing. Therefore, P1, P Two, PThreeAt each position
Hall element h as each magnetic sensor1, HTwo, HThreeBut
Are located. These Hall elements are armature coils A
C and moves with the armature coil AC.
You. In the linear motor LMP, the armature coil AC
P on1, PTwo, PThreeOf the field magnet at each position
In synchronization with the pole switching position, the timing shown in FIG.
By energizing each coil with thrust
The child coil AC can be moved along the guide shaft 91.
it can.

【0007】ところが、電機子コイルACの各コイルに
通電して、電機子コイルACをガイド軸91に沿って移
動させるときには、ホール素子h1 、h2 、h3 には界
磁マグネットFMが形成する磁界以外に、電機子コイル
ACの各コイルが形成する磁界も作用し、次のような不
具合が発生する。電機子コイルACが形成する磁界によ
って、電機子コイルACとともにガイド軸に沿って移動
するホール素子が検出する磁界は、図33に示すように
歪んでしまう。ホール素子は、界磁マグネットFMの実
際の磁極の切り替わり位置から、電機子コイルの駆動方
向に進んだ位置で、磁極の切り替わりを検出する。ホー
ル素子が検出する磁極の切り替わり位置と界磁マグネッ
トFMの実際の磁極の切り替わり位置の位相がずれてい
るため、ホール素子が検出する磁極の切り替わりに同期
させて、図32に示すタイミングで各コイルに通電する
と、界磁マグネットの磁極の切り替わりに同期させて、
各コイルに通電することができず、推力変動が大きくな
ってしまう。
However, when the coils of the armature coil AC are energized to move the armature coil AC along the guide shaft 91, the field magnets FM are formed in the hall elements h 1 , h 2 and h 3. In addition to the generated magnetic field, the magnetic field formed by each coil of the armature coil AC also acts, and the following problems occur. Due to the magnetic field formed by the armature coil AC, the magnetic field detected by the Hall element moving along the guide axis together with the armature coil AC is distorted as shown in FIG. The Hall element detects the magnetic pole switching at a position advanced in the driving direction of the armature coil from the actual magnetic pole switching position of the field magnet FM. Since the switching position of the magnetic pole detected by the Hall element is out of phase with the actual switching position of the magnetic pole of the field magnet FM, each coil is synchronized at the timing shown in FIG. When power is supplied to the switch, it is synchronized with the switching of the magnetic pole of the field magnet,
Each coil cannot be energized, and the thrust fluctuation increases.

【0008】同様の不具合は、電機子コイルの各コイル
にリニア通電するときにも生じる。各コイルにリニア通
電するときには、各コイルに作用する界磁マグネットの
形成磁界を検出し、その検出した磁界の大きさ及び向き
に応じた電流が各コイルに通電される。したがって、上
記のように電機子コイルの各コイルが形成する磁界の影
響で、ホール素子の検出磁界が界磁マグネットの形成磁
界に対して歪んでしまうと、各コイルにはそのコイルに
作用する界磁マグネットの形成磁界に応じた電流を流す
ことができず、推力変動が大きくなってしまう。
A similar problem also occurs when linearly energizing each of the armature coils. When linearly energizing each coil, a magnetic field formed by a field magnet acting on each coil is detected, and a current corresponding to the magnitude and direction of the detected magnetic field is applied to each coil. Therefore, if the detected magnetic field of the Hall element is distorted with respect to the magnetic field formed by the field magnet under the influence of the magnetic field formed by each coil of the armature coil as described above, each coil has a field acting on the coil. A current corresponding to the magnetic field formed by the magnetic magnet cannot flow, and the fluctuation in thrust increases.

【0009】電機子コイルが形成する磁界によって発生
するこのような不具合を抑制するなどのために、次のよ
うな手法が提案されている。例えば、特開平4−335
65号公報は、次のリニアブラシレス直流モータを提案
している。このリニアモータにおいては、界磁マグネッ
トとは別に、位置情報用マグネットが、界磁マグネット
と平行に配置されている。位置情報用マグネットは、界
磁マグネットの着磁ピッチと等ピッチに形成されてい
る。位置情報用マグネットは、その各磁極が対向する界
磁マグネットの磁極の極性に合わせて配置されている。
界磁マグネットは、台形波状の磁界を形成しており、位
置情報用マグネットは正弦波状の磁界を形成している。
この位置情報用マグネットが形成する磁界を磁極検出セ
ンサ(磁気センサ)で検出して、電機子コイルにはリニ
ア通電がなされる。このリニアモータは、界磁マグネッ
トが形成する台形波状の磁界に応じた電流を電機子コイ
ルに通電すると、推力変動が大きいため、この推力変動
を抑制することを目的とするものである。しかし、この
ように正弦波状の磁界を形成する位置情報用マグネット
を界磁マグネットと別に設けたため、磁極検出センサを
電機子コイルが形成する磁界の影響の少ない位置に配置
することができ、電機子コイルの形成磁界の影響をほと
んど受けずに、磁極検出センサは位置情報用マグネット
の形成磁界を検出することができる。
In order to suppress such a problem caused by a magnetic field formed by an armature coil, the following method has been proposed. For example, JP-A-4-335
No. 65 proposes the following linear brushless DC motor. In this linear motor, a position information magnet is arranged parallel to the field magnet, separately from the field magnet. The position information magnet is formed at the same pitch as the magnetization pitch of the field magnet. The position information magnet is arranged in accordance with the polarity of the magnetic pole of the field magnet whose magnetic poles face each other.
The field magnet forms a trapezoidal wave magnetic field, and the position information magnet forms a sine wave magnetic field.
A magnetic field formed by the position information magnet is detected by a magnetic pole detection sensor (magnetic sensor), and the armature coil is energized linearly. In this linear motor, when a current corresponding to a trapezoidal wave-shaped magnetic field formed by a field magnet is applied to an armature coil, the thrust fluctuation is large. However, since the position information magnet forming the sine wave magnetic field is provided separately from the field magnet, the magnetic pole detection sensor can be arranged at a position where the influence of the magnetic field formed by the armature coil is small. The magnetic pole detection sensor can detect the formation magnetic field of the position information magnet without being substantially affected by the formation magnetic field of the coil.

【0010】また、例えば、「リニアサーボモータとシ
ステム設計」(白木学ほか、総合電子出版社、第8章)
では、ホール素子等の磁気センサを用いずに、パルス通
電することができるリニアモータ及びその駆動制御装置
が提案されている。駆動制御装置は、電機子コイルの各
コイルの固定子長手方向の各位置で、そのコイルの通電
情報を示すデータが記憶されているROM等のメモリを
備えている。通電情報は、そのコイルに通電するか、し
ないかを示すデータであり、また、通電するとすればそ
の通電方向を示すデータである。メモリには、各コイル
の一周期分の通電情報が記憶されている。リニアモータ
はリニアエンコーダを備えている。駆動制御装置は、リ
ニアエンコーダを利用して各コイルの固定子長手方向に
おける位置を検出し、その位置での各コイルへの通電情
報をメモリから読み出し、その読みだした通電情報に基
づき各コイルに通電する。このリニアモータは、電機子
コイルの各コイルに対して高価な磁気センサを複数設け
ると、リニアモータが高価になるため、リニアモータを
低コストにすることなどを目的とするものである。しか
し、このようにすれば、電機子コイルの各コイルが形成
する磁界の影響を受けずに、各コイルにパルス通電する
ことができ、それだけ推力変動少なくリニアモータを駆
動することができる。
For example, for example, "Linear Servo Motor and System Design" (Mana Shiraki et al., Sogo Denshi Publishing Co., Chapter 8)
Has proposed a linear motor capable of energizing pulses without using a magnetic sensor such as a Hall element, and a drive control device therefor. The drive control device includes a memory such as a ROM in which data indicating energization information of each coil of the armature coil is stored at each position in the longitudinal direction of the stator. The energization information is data indicating whether or not the coil is energized, and if energized, is data indicating the energization direction. The energization information for one cycle of each coil is stored in the memory. The linear motor has a linear encoder. The drive control device detects the position of each coil in the longitudinal direction of the stator using a linear encoder, reads the energization information for each coil at that position from the memory, and applies the information to each coil based on the read energization information. Turn on electricity. This linear motor is intended to reduce the cost of the linear motor because the cost of the linear motor increases when a plurality of expensive magnetic sensors are provided for each of the armature coils. However, in this way, it is possible to apply a pulse current to each coil without being affected by the magnetic field formed by each coil of the armature coil, and it is possible to drive the linear motor with a small change in thrust.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
4−33565号公報が教える手法には、次のような問
題がある。界磁マグネットは、通常、磁性材料からなる
界磁マグネット基体に着磁装置を用いて着磁することで
形成されているが、この着磁の際に着磁装置の誤差など
によって、形成された界磁マグネットの各磁極の幅には
ばらつきが発生してしまう。同様に、位置情報用マグネ
ットの各磁極の幅にはばらつきが発生してしまう。界磁
マグネットと位置情報用マグネットは別々に形成される
ため、これらの各磁極の幅のばらつきは通常異なり、界
磁マグネットと位置情報用マグネットの対向する磁極の
極性が異なる部分ができてしまう。したがって、このよ
うな部分での位置情報用マグネットが形成する磁界を磁
気センサで検出して、その検出磁界の大きさ及び向きに
応じた電流を電機子コイルに通電すれば、駆動すべき方
向とは逆方向の電磁力が発生してしまい、推力変動が大
きくなってしまう。
However, the technique taught by JP-A-4-33565 has the following problems. The field magnet is usually formed by magnetizing a field magnet base made of a magnetic material using a magnetizing device, but is formed due to an error of the magnetizing device at the time of this magnetizing. Variations occur in the width of each magnetic pole of the field magnet. Similarly, the width of each magnetic pole of the position information magnet varies. Since the field magnet and the position information magnet are formed separately, variations in the widths of these magnetic poles are usually different, and a portion where the opposite magnetic poles of the field magnet and the position information magnet have different polarities is formed. Therefore, if the magnetic field formed by the position information magnet in such a portion is detected by the magnetic sensor and a current corresponding to the magnitude and direction of the detected magnetic field is supplied to the armature coil, the direction to be driven is determined. In this case, an electromagnetic force in the opposite direction is generated, and the thrust fluctuation is increased.

【0012】同様の問題は、「リニアサーボモータとシ
ステム設計」が教えるリニアモータ及びその駆動制御装
置においても発生する。このリニアモータにおいて、界
磁マグネットの各磁極の幅にばらつきがあると、次のよ
うな問題が発生する。メモリに記憶されている通電情報
は、各磁極の幅が同じ幅であるという前提のもと、一周
期分の通電情報だけしか記憶されていない。したがっ
て、界磁マグネットの各磁極の幅にばらつきがある場合
には、メモリから読みだした通電情報に基づき各コイル
に通電すると、想定していた極性とは逆極性の磁極がそ
のコイルに臨んでいるときがあり、駆動すべき方向とは
逆向きの電磁力を発生して、推力変動が大きくなってし
まう。
A similar problem also occurs in a linear motor taught by "Linear Servo Motor and System Design" and its drive control device. In this linear motor, if the width of each magnetic pole of the field magnet varies, the following problem occurs. The energization information stored in the memory stores only one cycle of energization information on the assumption that the width of each magnetic pole is the same width. Therefore, when the width of each magnetic pole of the field magnet varies, when power is applied to each coil based on the energization information read from the memory, a magnetic pole having a polarity opposite to the expected polarity faces the coil. In some cases, an electromagnetic force is generated in a direction opposite to the direction in which the motor should be driven, and the thrust fluctuation increases.

【0013】そこで本発明は、所定方向に直線的にN極
の磁極とS極の磁極が交互に並ぶ界磁マグネットと、界
磁マグネットに臨み、界磁マグネットに沿って往復移動
することができる電機子コイルと、電機子コイルへの通
電制御を行う駆動制御装置とを備えるリニアモータ駆動
装置であって、次の(A)〜(D)の利点を1又は2以
上有するリニアモータ駆動装置を提供することを課題と
する。 (A)電機子コイルが通電により形成する磁界の影響を
抑制して、可動子上の所定位置での界磁マグネット形成
磁界を正確に検出できるリニアモータ駆動装置。 (B)電機子コイルが通電により形成する磁界の影響を
抑制して、リニアモータを精度良く駆動することができ
るリニアモータ駆動装置。 (C)界磁マグネットの各磁極の幅にばらつきがあって
も、可動子上の所定位置での界磁マグネット形成磁界を
正確に検出できるリニアモータ駆動装置。 (D)界磁マグネットの各磁極の幅にばらつきがあって
も、リニアモータを従来より精度良く駆動することがで
きるリニアモータ駆動装置。
Therefore, the present invention can reciprocate along the field magnet, facing the field magnet and the field magnet in which the magnetic poles of the N pole and the magnetic pole of the S pole are alternately arranged linearly in a predetermined direction. A linear motor drive device comprising an armature coil and a drive control device for controlling energization of the armature coil, wherein the linear motor drive device has one or more of the following advantages (A) to (D). The task is to provide. (A) A linear motor drive device capable of accurately detecting a field magnet forming magnetic field at a predetermined position on a mover by suppressing the influence of a magnetic field formed by energization of an armature coil. (B) A linear motor drive device capable of accurately driving a linear motor while suppressing the influence of a magnetic field formed by energization of the armature coil. (C) A linear motor drive device capable of accurately detecting a field magnet forming magnetic field at a predetermined position on a mover, even if the width of each magnetic pole of the field magnet varies. (D) A linear motor driving device capable of driving a linear motor with higher accuracy than before, even if the width of each magnetic pole of the field magnet varies.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、次の第1〜第3の三つのタイプのリニアモ
ータ駆動装置を提供する。以下、各タイプのリニアモー
タ駆動装置について、順に説明する。 (1)第1タイプのリニアモータ駆動装置 第1タイプのリニアモータ駆動装置は、所定方向に直線
的にN極の磁極とS極の磁極が交互に並ぶ界磁マグネッ
トと、前記界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットに
沿って往復移動することができる電機子コイルと、前記
所定方向に延びるリニアエンコーダスケールと、前記電
機子コイルとともに移動し、前記リニアエンコーダスケ
ールに臨むエンコーダセンサと、前記エンコーダセンサ
の検出情報から前記電機子コイルの前記所定方向におけ
る位置を検出することができる位置検出装置と、前記所
定方向の各位置での前記界磁マグネットが形成する磁界
情報を記憶するためのメモリと、前記位置検出装置が検
出する前記電機子コイルの前記所定方向における位置に
基づき、前記メモリから磁界情報を読み出して、該電機
子コイル上の該所定方向における所定位置での界磁マグ
ネットの磁界情報を検出することができる磁界検出装置
と、前記磁界検出装置が検出する前記電機子コイル上の
所定位置での磁界情報に基づき前記電機子コイルへの通
電制御を行う駆動制御装置とを備えることを特徴とする
リニアモータ駆動装置である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following first to third types of linear motor driving devices. Hereinafter, each type of linear motor driving device will be described in order. (1) First-Type Linear Motor Driving Device A first-type linear motor driving device includes a field magnet in which N-poles and S-poles are alternately arranged linearly in a predetermined direction; An armature coil that can reciprocate along the field magnet; a linear encoder scale extending in the predetermined direction; an encoder sensor that moves together with the armature coil and faces the linear encoder scale; A position detection device capable of detecting a position of the armature coil in the predetermined direction from detection information of a sensor, and a memory for storing magnetic field information formed by the field magnet at each position in the predetermined direction. The magnetic field information from the memory based on the position of the armature coil in the predetermined direction detected by the position detecting device. A magnetic field detecting device that can read information and detect magnetic field information of the field magnet at a predetermined position in the predetermined direction on the armature coil; and a predetermined magnetic field on the armature coil detected by the magnetic field detecting device. A linear motor drive device comprising: a drive control device that controls energization of the armature coil based on magnetic field information at a position.

【0015】第1タイプのリニアモータ駆動装置は、界
磁マグネット、電機子コイル、リニアエンコーダスケー
ル、エンコーダセンサ、位置検出装置、メモリ、磁界検
出装置及び駆動制御装置を備えている。界磁マグネット
は、所定方向にN極の磁極とS極の磁極が交互に並んだ
ものである。界磁マグネットは所定方向に延びている。
The first type of linear motor drive device includes a field magnet, an armature coil, a linear encoder scale, an encoder sensor, a position detection device, a memory, a magnetic field detection device, and a drive control device. The field magnet has N magnetic poles and S magnetic poles alternately arranged in a predetermined direction. The field magnet extends in a predetermined direction.

【0016】電機子コイルは、界磁マグネットに臨んで
いる。電機子コイルは、界磁マグネットに沿って所定方
向に往復移動できる。電機子コイルに通電することで、
電機子コイルを所定方向に移動させることができる。界
磁マグネットと電機子コイルで、リニアモータが構成さ
れている。このリニアモータは、界磁マグネットをモー
タ固定子とし、電機子コイルをモータ可動子とするムー
ビングコイル型のリニアモータである。リニアモータ
は、例えば所定方向に延びるガイド軸に形成された界磁
マグネットをモータ固定子とし、界磁マグネット(ガイ
ド軸)に外嵌する電機子コイルをモータ可動子とするシ
ャフト型リニアモータとすることができる。リニアモー
タは、平板状のN極磁極と平板状のS極磁極が交互に並
ぶ界磁マグネットをモータ固定子とし、界磁マグネット
に臨む電機子コイルをモータ可動子とするプレーン型リ
ニアモータとしてもよい。
The armature coil faces the field magnet. The armature coil can reciprocate in a predetermined direction along the field magnet. By energizing the armature coil,
The armature coil can be moved in a predetermined direction. A linear motor is composed of the field magnet and the armature coil. This linear motor is a moving coil type linear motor using a field magnet as a motor stator and an armature coil as a motor mover. The linear motor is, for example, a shaft type linear motor in which a field magnet formed on a guide shaft extending in a predetermined direction is used as a motor stator, and an armature coil externally fitted to the field magnet (guide shaft) is used as a motor mover. be able to. The linear motor may be a plain linear motor in which a field magnet in which plate-shaped N-pole magnetic poles and plate-shaped S-pole magnetic poles are alternately arranged is used as a motor stator, and an armature coil facing the field magnet is used as a motor mover. Good.

【0017】リニアエンコーダスケール(リニアエンコ
ーダチャート)は、所定方向に延びている。エンコーダ
センサは、エンコーダスケールに臨んでいる。エンコー
ダセンサは、電機子コイルに直接的又は間接的に支持さ
れて、電機子コイルと一体的に所定方向に移動する。
The linear encoder scale (linear encoder chart) extends in a predetermined direction. The encoder sensor faces the encoder scale. The encoder sensor is directly or indirectly supported by the armature coil and moves in a predetermined direction integrally with the armature coil.

【0018】リニアエンコーダスケールとエンコーダセ
ンサで、リニアエンコーダが構成されている。リニアエ
ンコーダは、光学式のものでも、磁気式のものでもよ
い。位置検出装置は、エンコーダスケールの検出情報
(検出信号)から、電機子コイルの所定方向における絶
対位置を検出することができる。位置検出装置は、例え
ばエンコーダセンサが検出するエンコーダパルスの数を
電機子コイルの移動方向に応じてアップダウンカウント
するエンコーダカウンタと、所定方向におけるホーム位
置(基準位置)を検出するためのホームセンサを備えて
いる。エンコーダカウンタは、所定方向における任意の
一方向に電機子コイルが移動しているときにはカウント
アップし、逆方向に移動しているときにはカウントダウ
ンするものである。この場合、ホーム位置からのエンコ
ーダパルス数をカウントすることで、電機子コイルの所
定方向における絶対位置を検出することができる。
A linear encoder is composed of a linear encoder scale and an encoder sensor. The linear encoder may be an optical type or a magnetic type. The position detection device can detect the absolute position of the armature coil in a predetermined direction from the detection information (detection signal) of the encoder scale. The position detection device includes, for example, an encoder counter that counts up and down the number of encoder pulses detected by the encoder sensor according to the moving direction of the armature coil, and a home sensor for detecting a home position (reference position) in a predetermined direction. Have. The encoder counter counts up when the armature coil is moving in any one of predetermined directions, and counts down when it is moving in the opposite direction. In this case, the absolute position of the armature coil in a predetermined direction can be detected by counting the number of encoder pulses from the home position.

【0019】メモリは、所定方向の各位置での界磁マグ
ネットが形成する磁界情報(界磁マグネット情報)を記
憶するためのものである。この界磁マグネット情報は、
予め測定するなどして得たものである。界磁マグネット
情報は、界磁マグネットの各磁極の幅にばらつきがある
ときには、そのばらつき情報を含んだ情報である。界磁
マグネット情報は、界磁マグネットの全長分、或いは電
機子コイルの可動範囲の全長分についての情報である。
すなわち、界磁マグネット情報は、界磁マグネットの隣
合うN極とS極についての一周期分だけの情報ではな
い。
The memory is for storing magnetic field information (field magnet information) formed by the field magnet at each position in a predetermined direction. This field magnet information
It is obtained by measuring in advance. The field magnet information is information including the variation information when the width of each magnetic pole of the field magnet varies. The field magnet information is information on the entire length of the field magnet or the entire length of the movable range of the armature coil.
That is, the field magnet information is not information of only one cycle of the N pole and the S pole adjacent to each other in the field magnet.

【0020】メモリには、例えば所定方向の各位置での
界磁マグネットが形成する磁界の向き及び大きさを示す
情報を記憶しておけばよい。後述するように、駆動制御
装置が電機子コイルへの通電制御を行うときにおいて、
所定方向における各位置での界磁マグネットが形成する
磁界の向き(磁極の極性)だけが必要な場合には、メモ
リには、所定方向における各位置での磁界の向きを示す
情報だけを記憶しておいてもよい。いずれにしても、メ
モリには、界磁マグネットが形成する磁界であって、電
機子コイルに通電したときに、電機子コイルが所定方向
に電磁力を発生する向きの磁界の磁界情報を記憶させ
る。
The memory may store, for example, information indicating the direction and magnitude of a magnetic field formed by the field magnet at each position in a predetermined direction. As described below, when the drive control device controls the energization of the armature coil,
When only the direction of the magnetic field formed by the field magnet at each position in the predetermined direction (polarity of the magnetic pole) is necessary, only information indicating the direction of the magnetic field at each position in the predetermined direction is stored in the memory. You may keep it. In any case, the memory stores magnetic field information of a magnetic field formed by the field magnet, which is a magnetic field in which the armature coil generates an electromagnetic force in a predetermined direction when the armature coil is energized. .

【0021】駆動制御装置は、電機子コイルに通電し
て、電機子コイルを所定方向(所定方向における一方
向)に移動させるときにおいて、その通電を制御する。
駆動制御装置は、所定方向における電機子コイル上の所
定位置での界磁マグネットが形成する磁界(磁界の向き
及び(又は)大きさ)に基づき、通電制御を行う。電機
子コイル上の所定位置での界磁マグネットが形成する磁
界の情報(界磁マグネット情報)は、磁界検出装置によ
り検出される。
The drive control device controls the energization when energizing the armature coil and moving the armature coil in a predetermined direction (one direction in the predetermined direction).
The drive control device controls the energization based on the magnetic field (the direction and / or the magnitude of the magnetic field) formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil in a predetermined direction. Information on the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil (field magnet information) is detected by a magnetic field detection device.

【0022】磁界検出装置は、位置検出装置によって検
出される電機子コイルの所定方向における位置に基づ
き、界磁マグネットの磁界情報をメモリから読み出し
て、電機子コイル上の所定位置での界磁マグネット情報
を検出する。所定位置は電機子コイル上(可動子上)の
位置であり、電機子コイルの移動とともに、所定位置も
所定方向に移動する。電機子コイル上の所定位置での界
磁マグネットの磁界情報は、電機子コイル上の所定位置
に対して界磁マグネットが形成する磁界の情報、換言す
れば、電機子コイル上の所定位置部分に作用する、界磁
マグネットが形成する磁界の情報である。
The magnetic field detecting device reads out magnetic field information of the field magnet from the memory based on the position of the armature coil in the predetermined direction detected by the position detecting device, and reads the field magnet at a predetermined position on the armature coil. Detect information. The predetermined position is a position on the armature coil (on the mover), and the predetermined position moves in a predetermined direction as the armature coil moves. The magnetic field information of the field magnet at a predetermined position on the armature coil is information of a magnetic field formed by the field magnet with respect to a predetermined position on the armature coil, in other words, a predetermined position on the armature coil. Information on the magnetic field formed by the acting field magnet.

【0023】駆動制御装置は、磁界検出装置が検出した
電機子コイル上の所定位置での界磁マグネット情報に基
づき、電機子コイルへの通電制御を行う。電機子コイル
に例えばパルス通電する場合には、駆動制御装置は、磁
界検出装置が検出した界磁マグネット情報に基づき、通
電タイミング(通電開始位置及び通電停止位置)を検出
して、そのタイミングで電機子コイルにパルス電流を流
せばよい。パルス通電する場合であって、電機子コイル
に全波通電するときには、駆動制御装置は、磁界検出装
置が検出した界磁マグネット情報に基づき、電機子コイ
ルへの通電方向を検出して、その方向にパルス電流を流
せばよい。パルス通電する場合、通電タイミングを検出
するために、所定方向における電機子コイル上の2以上
の所定位置での界磁マグネット情報が必要なときには、
磁界検出装置に各所定位置での界磁マグネット情報を検
出させればよい。パルス通電する場合、通常、電機子コ
イル上の所定位置での界磁マグネット情報として磁界の
向き(磁極の極性)だけが必要なので、(磁界の大きさ
は必要ないので)、メモリには所定方向の各位置での磁
界の向きを示す情報だけを記憶させておいてもよい。ま
た、この場合、メモリには所定方向における磁界の向き
の切り替わり位置(磁極の極性の切り替わり位置)を記
憶させておいても、磁界検出装置によって所定方向の各
位置での磁界の向きを検出することができる。
The drive control device controls energization of the armature coil based on field magnet information at a predetermined position on the armature coil detected by the magnetic field detection device. For example, in the case of applying a pulse current to the armature coil, the drive control device detects an energization timing (an energization start position and an energization stop position) based on the field magnet information detected by the magnetic field detection device, and at that timing, What is necessary is just to pass a pulse current to a child coil. When the pulse current is applied and the full-wave current is applied to the armature coil, the drive control device detects the energizing direction to the armature coil based on the field magnet information detected by the magnetic field detection device, and determines the direction. A pulse current may be applied to the first. When pulse energization is performed, when field magnet information at two or more predetermined positions on the armature coil in a predetermined direction is required to detect the energization timing,
What is necessary is just to make the magnetic field detecting device detect the field magnet information at each predetermined position. When the pulse current is applied, usually only the direction of the magnetic field (polarity of the magnetic pole) is required as the field magnet information at a predetermined position on the armature coil (the magnitude of the magnetic field is not required). Only the information indicating the direction of the magnetic field at each of the positions may be stored. Further, in this case, even if the switching position of the direction of the magnetic field in the predetermined direction (the switching position of the polarity of the magnetic pole) is stored in the memory, the direction of the magnetic field at each position in the predetermined direction is detected by the magnetic field detection device. be able to.

【0024】電機子コイルに例えばリニア通電する場合
には、駆動制御装置は、磁界検出装置が検出した界磁マ
グネット情報に基づき、電機子コイルへの通電方向及び
通電する電流の大きさを検出して、これら向き及び大き
さの電流を電機子コイルに通電すればよい。第1タイプ
のリニアモータ駆動装置においては、電機子コイルに通
電して、電機子コイルが界磁マグネットに沿って所定方
向に移動しているとき、電機子コイル上の所定位置での
電機子コイルに作用している磁界は、リニアエンコーダ
及び位置検出装置を利用して検出された電機子コイルの
所定方向における位置に基づき、磁界検出装置がメモリ
に記憶されている磁界情報から検出するため、電機子コ
イルが通電により形成する磁界の影響を抑制して、かか
る磁界を検出することができる。したがって、電機子コ
イル上の所定位置での電機子コイルに作用している磁界
を精度よく検出することができ、それだけ精度よく駆動
制御装置は通電制御することができる。
When, for example, linearly energizing the armature coil, the drive control device detects the direction of energization to the armature coil and the magnitude of the current to be energized based on the field magnet information detected by the magnetic field detection device. Then, the current having these directions and magnitudes may be supplied to the armature coil. In the first type of linear motor driving device, when the armature coil is energized and moves in a predetermined direction along the field magnet, the armature coil at a predetermined position on the armature coil is moved. The magnetic field acting on the magnetic field is detected by the magnetic field detection device from the magnetic field information stored in the memory based on the position of the armature coil in the predetermined direction detected using the linear encoder and the position detection device. It is possible to detect the magnetic field by suppressing the influence of the magnetic field formed by the sub-coil by energization. Therefore, the magnetic field acting on the armature coil at a predetermined position on the armature coil can be detected with high accuracy, and the drive control device can control the energization with high accuracy.

【0025】また、たとえ界磁マグネットの各磁極の幅
にばらつきがあっても、メモリに記憶されている界磁マ
グネット情報は、そのばらつき情報を含んだ界磁マグネ
ット情報であるので、従来より精度よく通電制御を行う
ことができる。 (2)第2タイプのリニアモータ駆動装置 第2タイプのリニアモータ駆動装置は、所定方向に直線
的にN極の磁極とS極の磁極が交互に並ぶ界磁マグネッ
トと、前記界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットに
沿って往復移動することができる電機子コイルと、前記
所定方向にN極の磁極とS極の磁極が交互に並び、該所
定方向において前記界磁マグネットが形成する磁界に比
例する磁界を形成するマグネットスケールと、前記電機
子コイルとともに移動し、前記マグネットスケールに臨
む磁気センサと、前記磁気センサが検出する前記マグネ
ットスケールの形成磁界に基づき前記電機子コイルへの
通電制御を行う駆動制御装置とを備えることを特徴とす
るリニアモータ駆動装置である。
Even if the width of each magnetic pole of the field magnet varies, the field magnet information stored in the memory is the field magnet information including the variation information. Energization control can be performed well. (2) Second Type Linear Motor Driving Device The second type linear motor driving device includes a field magnet in which N magnetic poles and S magnetic poles are alternately arranged linearly in a predetermined direction; An armature coil that can reciprocate along the field magnet, and magnetic poles of N and S poles are alternately arranged in the predetermined direction, and a magnetic field formed by the field magnet in the predetermined direction. And a magnetic sensor that moves together with the armature coil to form a magnetic field proportional to the magnetic scale and faces the magnet scale, and energization control to the armature coil based on a magnetic field formed by the magnet scale detected by the magnetic sensor. And a drive control device for performing the following.

【0026】第2タイプのリニアモータ駆動装置は、界
磁マグネット、電機子コイル、マグネットスケール、磁
気センサ及び駆動制御装置を備えている。界磁マグネッ
ト及び電機子コイルについては、第1タイプのリニアモ
ータ駆動装置のそれらと同じものである。マグネットス
ケールは、所定方向に延びている。マグネットスケール
も、界磁マグネットと同様にN極の磁極とS極の磁極が
所定方向に交互に並んだものである。マグネットスケー
ルは、所定方向の各位置において、界磁マグネットが形
成する磁界に比例する磁界を形成する。所定方向の各位
置において、マグネットスケールが形成する磁界と、界
磁マグネットが形成する磁界とは、比例しているので、
界磁マグネットが形成する磁界の大きさが0となる各位
置、換言すれば、磁極の各切り替わり位置は、マグネッ
トスケールが形成する磁界の磁極の各切り替わり位置と
所定方向において同じ位置である。界磁マグネットの各
磁極の幅にばらつきがあるときには、マグネットスケー
ルの各磁極の幅も同じようにばらついている。
The second type of linear motor drive device includes a field magnet, an armature coil, a magnet scale, a magnetic sensor, and a drive control device. The field magnet and the armature coil are the same as those of the first type linear motor driving device. The magnet scale extends in a predetermined direction. Like the field magnet, the magnet scale has N magnetic poles and S magnetic poles alternately arranged in a predetermined direction. The magnet scale forms a magnetic field proportional to the magnetic field formed by the field magnet at each position in a predetermined direction. At each position in the predetermined direction, the magnetic field formed by the magnet scale and the magnetic field formed by the field magnet are proportional,
Each position where the magnitude of the magnetic field formed by the field magnet becomes 0, in other words, each switching position of the magnetic pole is the same position in the predetermined direction as each switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the magnet scale. When the width of each magnetic pole of the field magnet varies, the width of each magnetic pole of the magnet scale also varies.

【0027】このようなマグネットスケールは、例えば
次のような方法で形成することができる。界磁マグネッ
トが磁性材料からなる界磁マグネット基体に着磁するこ
とで形成されているときには、例えば、マグネットスケ
ールは磁性材料からなるマグネットスケール基体に該界
磁マグネット基体と同時に着磁することで形成すればよ
い。このとき、マグネットスケール基体を取り外し可能
に界磁マグネット基体に仮り付けした状態にて、該両基
体を同時に着磁することで、界磁マグネット及びマグネ
ットスケールを形成してもよい。例えば、マグネットス
ケール基体の一つの面にシール材を貼付しておき、該シ
ール材で該マグネットスケール基体を該界磁マグネット
基体に貼り付けた状態で同時に着磁して、界磁マグネッ
ト及びマグネットスケールを形成してもよい。このよう
にすれば、マグネットスケールが形成されたマグネット
スケール基体が所定方向に延びるように配置するとき
に、シール材を利用して配置でき、それだけ容易にマグ
ネットスケールを配置できる。また、マグネットスケー
ルは、マグネットスケール基体を磁気記録材料からなる
ものとして、予め形成されている界磁マグネットに近接
又は接触させることで、マグネットスケールを形成して
もよい。磁気記録材料としては、例えば音楽記録用の磁
気記録テープを挙げることができる。
Such a magnet scale can be formed, for example, by the following method. When the field magnet is formed by magnetizing a field magnet substrate made of a magnetic material, for example, a magnet scale is formed by magnetizing a magnet scale substrate made of a magnetic material at the same time as the field magnet substrate. do it. At this time, the field magnet and the magnet scale may be formed by simultaneously magnetizing both the bases while the magnet scale bases are temporarily attached to the field magnet bases in a removable manner. For example, a sealing material is pasted on one surface of a magnet scale base, and the magnet scale base is pasted on the field magnet base with the sealing material and simultaneously magnetized, so that the field magnet and the magnet scale are magnetized. May be formed. With this configuration, when the magnet scale base on which the magnet scale is formed is arranged so as to extend in a predetermined direction, the magnet scale can be arranged using the sealing material, and the magnet scale can be easily arranged accordingly. Further, the magnet scale may be formed by making the magnet scale base made of a magnetic recording material close to or in contact with a field magnet formed in advance. Examples of the magnetic recording material include a magnetic recording tape for recording music.

【0028】磁気センサは、マグネットスケールに臨ん
でいる。磁気センサは、電機子コイルに直接的又は間接
的に支持されて、電機子コイルと一体的に所定方向に移
動する。磁気センサとしては、例えば、ホール素子、M
R素子を挙げることができる。第2タイプのリニアモー
タ駆動装置においては、駆動制御装置は、磁気センサの
検出する磁界情報に基づき、電機子コイルへの通電制御
を行う。第2タイプのリニアモータ駆動装置の駆動制御
装置は、第1タイプのリニアモータ駆動装置の駆動制御
装置と同様に、電機子コイルにパルス通電しても、リニ
ア通電してもよい。
The magnetic sensor faces the magnet scale. The magnetic sensor is directly or indirectly supported by the armature coil, and moves in a predetermined direction integrally with the armature coil. As the magnetic sensor, for example, a Hall element, M
R element can be mentioned. In the second type of linear motor drive device, the drive control device controls energization of the armature coil based on magnetic field information detected by the magnetic sensor. The drive control device of the second type linear motor drive device may perform pulsed or linear current supply to the armature coil, similarly to the drive control device of the first type linear motor drive device.

【0029】磁気センサがマグネットスケールに臨んで
いるため、駆動制御装置は、マグネットスケールが形成
する磁界に基づき通電制御を行う。マグネットスケール
が形成する磁界は、前述のように、界磁マグネットが形
成する磁界と所定方向の各位置において比例しているた
め、駆動制御装置は界磁マグネットが形成する磁界に比
例した磁界に基づき通電制御を行うことができる。
Since the magnetic sensor faces the magnet scale, the drive control device controls the energization based on the magnetic field formed by the magnet scale. As described above, the magnetic field formed by the magnet scale is proportional to the magnetic field formed by the field magnet at each position in a predetermined direction. The energization control can be performed.

【0030】磁気センサはマグネットスケールに臨んで
いるため、電機子コイルが通電により形成する磁界の磁
気センサへの作用が抑制された位置に、磁気センサを配
置することができる。例えば、磁気センサと電機子コイ
ルの間に磁気シールド部材を配置すればよい。このよう
にして、電機子コイルが形成する磁界の磁気センサへの
作用を抑制することで、磁気センサはマグネットスケー
ルが形成する磁界、換言すれば、界磁マグネットが形成
する磁界に比例する磁界を精度よく検出することがで
き、それだけ、駆動制御装置は精度よく通電制御を行う
ことができる。
Since the magnetic sensor faces the magnet scale, the magnetic sensor can be arranged at a position where the effect of the magnetic field formed by the energization of the armature coil on the magnetic sensor is suppressed. For example, a magnetic shield member may be arranged between the magnetic sensor and the armature coil. In this way, by suppressing the action of the magnetic field formed by the armature coil on the magnetic sensor, the magnetic sensor generates a magnetic field formed by the magnet scale, in other words, a magnetic field proportional to the magnetic field formed by the field magnet. Detection can be performed with high accuracy, and accordingly, the drive control device can perform energization control with high accuracy.

【0031】また、界磁マグネットの各磁極の幅にばら
つきがあっても、前述のようにマグネットスケールの各
磁極の幅も、界磁マグネットの各磁極の幅と同じように
ばらついているため、駆動制御装置は、それだけ精度よ
く通電制御を行うことができる。 (3)第3タイプのリニアモータ駆動装置 第3タイプのリニアモータ駆動装置は、所定方向に直線
的にN極の磁極とS極の磁極が交互に並ぶ界磁マグネッ
トと、前記界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットに
沿って往復移動することができる電機子コイルと、前記
所定方向に延びるリニアエンコーダスケールと、前記電
機子コイルとともに移動し、前記リニアエンコーダスケ
ールに臨むエンコーダセンサと、前記エンコーダセンサ
が検出するエンコーダパルスの数を前記電機子コイルの
移動方向に応じてアップダウンカウントするエンコーダ
カウンタと、前記電機子コイルに支持され、該電機子コ
イル上の前記所定方向における所定位置での該電機子コ
イルに作用する前記界磁マグネットが形成する磁界を検
出するための磁気センサと、前記電機子コイルに通電し
て、該電機子コイルを前記界磁マグネットに沿って移動
させるときに、前記電機子コイル上の所定位置での前記
界磁マグネットが形成する磁界の磁極の切り替わり位置
と、前記磁気センサが検出する磁界の対応する磁極の切
り替わり位置との誤差距離DE を、前記エンコーダカウ
ンタがカウントしているエンコーダカウント数に基づき
補正して、前記電機子コイル上の所定位置での前記界磁
マグネットが形成する磁界の磁極の切り替わり位置を検
出するための補正装置と、前記補正装置が検出する前記
電機子コイル上の所定位置での磁極の切り替わり位置に
基づき、前記電機子コイルへの通電制御を行う駆動制御
装置とを備えることを特徴とするリニアモータ駆動装置
である。
Further, even if the width of each magnetic pole of the field magnet varies, as described above, the width of each magnetic pole of the magnet scale also varies in the same manner as the width of each magnetic pole of the field magnet. The drive control device can perform the energization control with higher accuracy. (3) Third-Type Linear Motor Driving Device A third-type linear motor driving device includes a field magnet in which N-poles and S-poles are alternately arranged linearly in a predetermined direction; An armature coil that can reciprocate along the field magnet; a linear encoder scale extending in the predetermined direction; an encoder sensor that moves with the armature coil and faces the linear encoder scale; An encoder counter that counts up and down the number of encoder pulses detected by the sensor in accordance with the moving direction of the armature coil; and an encoder counter supported by the armature coil and at a predetermined position in the predetermined direction on the armature coil. A magnetic sensor for detecting a magnetic field formed by the field magnet acting on the armature coil; When the armature coil is energized and the armature coil is moved along the field magnet, a switching position of a magnetic pole of a magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil and The error distance D E between the magnetic field detected by the magnetic sensor and the switching position of the corresponding magnetic pole is corrected based on the encoder count number counted by the encoder counter, and is corrected at a predetermined position on the armature coil. A correction device for detecting a switching position of a magnetic pole of a magnetic field formed by the field magnet, and a switching position of a magnetic pole at a predetermined position on the armature coil detected by the correction device, based on the switching position of the armature coil. And a drive control device for controlling the energization of the linear motor.

【0032】第3タイプのリニアモータ駆動装置は、界
磁マグネット、電機子コイル、リニアエンコーダスケー
ル、エンコーダセンサ、エンコーダカウンタ、磁気セン
サ、補正装置及び駆動制御装置を備えている。界磁マグ
ネット、電機子コイル、リニアエンコーダスケール及び
エンコーダセンサについては、第1タイプのリニアモー
タ駆動装置のそれらと同じものである。
The third type of linear motor driving device includes a field magnet, an armature coil, a linear encoder scale, an encoder sensor, an encoder counter, a magnetic sensor, a correction device, and a drive control device. The field magnet, the armature coil, the linear encoder scale, and the encoder sensor are the same as those of the first type linear motor driving device.

【0033】エンコーダカウンタは、エンコーダセンサ
が検出するエンコーダパルスを、電機子コイルの移動方
向に応じてアップダウンカウントする。エンコーダカウ
ンタは、所定方向における任意の一方向に電機子コイル
が移動しているときにはカウントアップし、逆方向に移
動しているときにはカウントダウンする。磁気センサ
は、第3タイプのリニアモータ駆動装置においては、界
磁マグネットに臨んでいる。磁気センサは、電機子コイ
ルに直接的又は間接的に支持されて、電機子コイルと一
体的に所定方向に移動する。磁気センサとしては、例え
ば、ホール素子、MR素子を挙げることができる。
The encoder counter counts up and down the encoder pulse detected by the encoder sensor according to the moving direction of the armature coil. The encoder counter counts up when the armature coil is moving in any one of predetermined directions, and counts down when it is moving in the opposite direction. The magnetic sensor faces the field magnet in the third type of linear motor driving device. The magnetic sensor is directly or indirectly supported by the armature coil, and moves in a predetermined direction integrally with the armature coil. Examples of the magnetic sensor include a Hall element and an MR element.

【0034】磁気センサは、電機子コイル上の所定方向
における所定位置で電機子コイルに作用する界磁マグネ
ットが形成する磁界を検出するために、電機子コイルと
一体的に移動する。磁気センサは、後述するように必ず
しも、所定方向において電機子コイル上の所定位置に配
置されている必要はない。磁気センサは、所定方向にお
いて電機子コイル上の所定位置からずれた位置に配置さ
れていてもよい。
The magnetic sensor moves integrally with the armature coil to detect a magnetic field formed by a field magnet acting on the armature coil at a predetermined position in a predetermined direction on the armature coil. The magnetic sensor does not necessarily need to be arranged at a predetermined position on the armature coil in a predetermined direction as described later. The magnetic sensor may be arranged at a position shifted from a predetermined position on the armature coil in a predetermined direction.

【0035】電機子コイルに通電して、電機子コイルを
界磁マグネットに沿って移動させるときに、磁気センサ
が検出する磁界の磁極の切り替わり位置は、電機子コイ
ル上の所定位置での界磁マグネットが形成する磁界の対
応する磁極の切り替わり位置からずれてしまうことがあ
る。この誤差距離DE は、電機子コイルが通電により形
成する磁界や、所定方向における電機子コイル上の所定
位置と磁気センサの配置位置のずれなどによって生じ
る。
When the armature coil is energized and the armature coil is moved along the field magnet, the switching position of the magnetic pole of the magnetic field detected by the magnetic sensor is determined by the field at a predetermined position on the armature coil. The magnetic field formed by the magnet may deviate from the switching position of the corresponding magnetic pole. The error distance DE is caused by a magnetic field formed by energization of the armature coil, a deviation between a predetermined position on the armature coil in a predetermined direction and an arrangement position of the magnetic sensor, and the like.

【0036】この誤差距離DE は、補正装置によって補
正される。補正装置は、エンコーダカウンタがカウント
するエンコーダカウント数に基づき誤差距離DE 分のず
れを補正して、電機子コイル上の所定位置での界磁マグ
ネットが形成する磁界の磁極の切り替わり位置を検出す
る。補正装置は、例えば次のように誤差距離DE を補正
して、電機子コイル上の所定位置での界磁マグネットが
形成する磁界の磁極の切り替わり位置を検出することが
できる。
This error distance D E is corrected by a correction device. The correction device corrects a deviation of the error distance D E based on the encoder count number counted by the encoder counter, and detects a switching position of a magnetic pole formed by a field magnet at a predetermined position on the armature coil. . The correction device can correct the error distance DE as follows, for example, and detect the switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil.

【0037】ここで、電機子コイル上の所定位置での界
磁マグネットが形成する磁界の磁極の切り替わり位置
が、磁気センサが検出する磁界の対応する磁極の切り替
わり位置よりも、電機子コイルの駆動方向に進んだ位置
であるときに誤差距離DE は正(正の値)、遅れた位置
であるときに負(負の値)とする。誤差距離DE が正で
あるときには、換言すれば、磁気センサが磁極の切り替
わりを検出した後に、電機子コイル上の所定位置での界
磁マグネットが形成する磁界の対応する磁極が切り替わ
るときには、補正装置は、磁気センサが検出する磁極の
切り替わり位置から、電機子コイルが駆動方向に距離D
E 進んだ位置で、該磁気センサが検出した磁極の切り替
わりと同じように磁極を切り替える補正を行えばよい。
同じように磁極を切り替えるとは、例えば、磁気センサ
がN極からS極への磁極の切り替わりを検出したときに
は、N極からS極へ磁極を切り替えることをいう。電機
子コイルが駆動方向に距離DE 進んだことは、エンコー
ダカウンタがカウントするエンコーダカウント数が、距
離DE に対応するエンコーダカウント数変化したこと
で、検出することができる。このように補正すること
で、電機子コイルが形成する磁界が磁気センサに作用し
ても、補正装置は、電機子コイル上の所定位置での界磁
マグネットが形成する磁界の磁極の切り替わり位置を精
度よく検出することができる。誤差距離DE が正である
ときには、たとえ界磁マグネットの各磁極の幅にばらつ
きがあっても、補正装置は、電機子コイル上の所定位置
での界磁マグネットが形成する磁界の磁極の切り替わり
位置を精度よく検出することができる。
Here, the switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil is greater than the switching position of the corresponding magnetic pole of the magnetic field detected by the magnetic sensor. The error distance DE is positive (positive value) when the position is advanced in the direction, and negative (negative value) when the position is delayed. When the error distance DE is positive, in other words, when the corresponding magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil switches after the magnetic sensor detects the switching of the magnetic pole, correction is performed. The device is configured such that the armature coil moves a distance D in the driving direction from the switching position of the magnetic pole detected by the magnetic sensor.
At the advanced position, correction for switching the magnetic poles may be performed in the same manner as the switching of the magnetic poles detected by the magnetic sensor.
Switching the magnetic poles in the same manner refers to, for example, switching the magnetic poles from the N pole to the S pole when the magnetic sensor detects the switching of the magnetic poles from the N pole to the S pole. The fact that the armature coil has advanced the distance DE in the driving direction can be detected by a change in the encoder count number counted by the encoder counter corresponding to the distance DE . By performing the correction in this manner, even if the magnetic field formed by the armature coil acts on the magnetic sensor, the correction device determines the switching position of the magnetic pole formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil. It can be detected with high accuracy. When the error distance DE is positive, the correcting device switches the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil even if the width of each magnetic pole of the field magnet varies. The position can be accurately detected.

【0038】誤差距離DE が負であるときには、換言す
れば、電機子コイル上の所定位置での界磁マグネットが
形成する磁界の磁極が切り替わった後に、磁気センサが
対応する磁極の切り替わりを検出するときには、補正装
置は、電機子コイル上の所定位置での界磁マグネットが
形成する磁界の次の磁極の切り替わり位置が検出できる
ように、次のように補正すればよい。誤差距離DE が負
であるときには、補正装置は、磁気センサが検出する磁
極の切り替わり位置から、電機子コイルが駆動方向に距
離(MW −|DE |)進んだ位置で、磁気センサが検出
した磁極の切り替わりと逆に磁極を切り替える補正を行
えばよい。ここで、MW は、界磁マグネットの一磁極の
幅である。逆に磁極を切り替えるとは、例えば、磁気セ
ンサがN極からS極への磁極の切り替わりを検出したと
きには、S極からN極へ磁極を切り替えることをいう。
電機子コイルが駆動方向に距離(MW −|DE |)進ん
だことは、エンコーダカウンタがカウントするエンコー
ダカウント数が、距離(M W −|DE |)に対応するエ
ンコーダカウント数変化したことで、検出することがで
きる。このように補正することで、電機子コイルが形成
する磁界が磁気センサに作用しても、補正装置は、電機
子コイル上の所定位置での界磁マグネットが形成する磁
界の磁極の切り替わり位置を精度よく検出することがで
きる。
Error distance DEWhen is negative, paraphrase
Then, the field magnet at a predetermined position on the armature coil
After switching the magnetic pole of the magnetic field to be formed, the magnetic sensor
When detecting the switching of the corresponding magnetic pole,
The field magnet at the predetermined position on the armature coil is
The next magnetic pole switching position of the magnetic field to be formed can be detected
Thus, the correction may be made as follows. Error distance DEIs negative
When the correction device is
The armature coil moves in the drive direction from the pole switching position.
Release (MW− | DE|) Magnetic sensor detects at advanced position
Compensation to switch the magnetic poles in the opposite direction
Just do it. Where MWIs one pole of the field magnet
Width. Conversely, switching magnetic poles means, for example,
The sensor detects that the magnetic pole has switched from N pole to S pole
Means switching the magnetic pole from the S pole to the N pole.
The armature coil is moved a distance (MW− | DE|)
That is, the encoder that the encoder counter counts
The count number is the distance (M W− | DED) corresponding to |
Can be detected by the change in the encoder count.
Wear. By correcting in this way, an armature coil is formed.
Even if a magnetic field that acts on the magnetic sensor,
The magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the child coil
It is possible to accurately detect the switching position of the magnetic pole of the field
Wear.

【0039】前述のように、誤差距離DE は、電機子コ
イルが通電により形成する磁界や、所定方向における磁
気センサの配置位置と電機子コイル上の所定位置のずれ
などによって生じる。補正装置は、誤差距離DE を例え
ば次の距離DEAと距離DECの和(DEA+DEC)として、
上記と同様に補正を行ってもよい。距離DEAは、所定方
向における前記電機子コイル上の所定位置と磁気センサ
の配置位置との間の距離である。距離DEAは、磁気セン
サの配置位置が電機子コイル上の所定位置よりも、電機
子コイルの駆動方向に進んだ位置であるときには正、遅
れた位置であるときには負とする。換言すれば、距離D
EAは、磁気センサの配置位置が電機子コイル上の所定位
置よりも、電機子コイル駆動方向において下流側である
ときには正、上流側であるときには負とする。磁気セン
サは、距離D EAが0となる位置、正となる位置、負とな
る位置のいずれの位置に配置してもよい。
As described above, the error distance DEIs the armature
The magnetic field formed by the current
Deviation between the position of the air sensor and the specified position on the armature coil
Caused by The correction device calculates the error distance DEFor example
Next distance DEAAnd distance DECSum of (DEA+ DEC)
The correction may be performed in the same manner as described above. Distance DEAIs the prescribed one
Position on the armature coil and orientation of the magnetic sensor
Is the distance from the position of the arrangement. Distance DEAIs a magnetic sensor
Position is smaller than the specified position on the armature coil.
Positive and slow when the position is advanced in the child coil drive direction.
If it is at the shifted position, it is negative. In other words, the distance D
EAIndicates that the position of the magnetic sensor is
Is located downstream of the armature coil driving direction.
Sometimes positive and negative when upstream. Magnetic sensor
The distance D EAPosition is 0, positive position, negative position
May be arranged at any position.

【0040】距離DECは、電機子コイルに通電して、電
機子コイルを界磁マグネットに沿って移動させるとき
に、磁気センサが配置された位置での、界磁マグネット
が形成する磁界の磁極の切り替わり位置と、磁気センサ
が検出する対応する磁極の切り替わり位置との間の距離
である。距離DECは、磁気センサが配置された位置での
界磁マグネットが形成する磁界の磁極の切り替わり位置
が、磁気センサが検出する磁界の対応する磁極の切り替
わり位置よりも、電機子コイルの駆動方向に進んだ位置
であるときに正、遅れた位置であるときに負とする。
The distance D EC is energized the armature coil, when moving along the armature coils to the field magnet, at the position where the magnetic sensor is placed, the magnetic poles of the magnetic field field magnet is formed Of the corresponding magnetic pole detected by the magnetic sensor. The distance DEC is determined by the fact that the switching position of the magnetic pole formed by the field magnet at the position where the magnetic sensor is located is greater than the switching position of the corresponding magnetic pole of the magnetic field detected by the magnetic sensor in the driving direction of the armature coil. Positive when the position is advanced to, and negative when the position is delayed.

【0041】誤差距離DE =DEA+DEC>0(距離DE
が正)のときには、補正装置は、前述と同様の補正を行
うことで、電機子コイル上の所定位置での界磁マグネッ
トが形成する磁界の磁極の切り替わり位置を精度よく検
出することができる。誤差距離DE =DEA+DEC<0
(距離DE が負)のときにも、補正装置は、前述と同様
の補正を行うことで、電機子コイル上の所定位置での界
磁マグネットが形成する磁界の磁極の切り替わり位置を
精度よく検出することができる。
The error distance D E = D EA + D EC > 0 (the distance D E
When the value is positive), the correction device can accurately detect the switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil by performing the same correction as described above. Error distance D E = D EA + D EC <0
Even when the distance D E is negative, the correction device performs the same correction as described above to accurately determine the switching position of the magnetic pole formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil. Can be detected.

【0042】誤差距離DE =DEA+DECは、場合によっ
ては0になることもある。このときには、補正装置は、
磁気センサが磁極の切り替わりを検出した位置で、磁気
センサが検出した磁極の切り替わりと同じように磁極を
切り替えればよい。この場合には、補正装置は、上記の
ような補正をする必要はない。距離DECについては、電
機子コイルへの通電電流の大きさ(通電量)によって変
わることがある。したがって、誤差距離DE =DEA+D
ECも電機子コイルへの通電量によって変わることがあ
る。補正装置は、距離DECの値を電機子コイルへの通電
量に応じて変えて、上記のように補正を行ってもよい。
The error distance D E = D EA + D EC may optionally also be zero. At this time, the correction device
At the position where the magnetic sensor detects the switching of the magnetic pole, the magnetic pole may be switched in the same manner as the switching of the magnetic pole detected by the magnetic sensor. In this case, the correction device does not need to perform the above correction. The distance D EC, may vary depending on the magnitude of current supplied to the armature coils (energization amount). Therefore, the error distance D E = D EA + D
EC may also change depending on the amount of current supplied to the armature coil. Correction apparatus, the value of the distance D EC vary depending on the amount of current supplied to the armature coils may be corrected as described above.

【0043】第3タイプのリニアモータ駆動装置の駆動
制御装置は、補正装置が検出した磁極の切り替わり位置
に基づき、第1タイプのリニアモータ駆動装置の駆動制
御装置と同様に、電機子コイルへの通電制御を行う。駆
動制御装置は、代表的には、補正装置が検出する電機子
コイル上の所定位置での磁極の切り替わり位置に基づ
き、電機子コイルへの通電タイミングを検出して、電機
子コイルにパルス通電すればよい。
The drive control device of the third type of linear motor drive device, based on the switching position of the magnetic pole detected by the correction device, performs the same operation as the drive control device of the first type of linear motor drive device. Energization control is performed. Typically, the drive control device detects the energization timing of the armature coil based on the switching position of the magnetic pole at a predetermined position on the armature coil detected by the correction device, and applies a pulse current to the armature coil. Just fine.

【0044】補正装置は、電機子コイルが形成する磁界
が磁気センサに作用しても、前述のように電機子コイル
上の所定位置での界磁マグネットが形成する磁界の磁極
の切り替わり位置を精度よく検出することができるの
で、駆動制御装置はそれだけ精度よく電機子コイルへの
通電制御を行うことができる。また、前述のように、誤
差距離DE が正であるときには、界磁マグネットの各磁
極の幅にばらつきがあっても、補正装置は、電機子コイ
ル上の所定位置での界磁マグネットが形成する磁界の磁
極の切り替わり位置を精度よく検出することができる。
したがって、誤差距離DE が正であるときには、界磁マ
グネットの各磁極の幅にばらつきがあっても、駆動制御
装置はそれだけ精度よく電機子コイルへの通電制御を行
うことができる。
As described above, the correcting device can accurately determine the switching position of the magnetic pole formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil even if the magnetic field formed by the armature coil acts on the magnetic sensor. Since the detection can be performed well, the drive control device can control the energization of the armature coil with higher accuracy. Further, as described above, when the error distance DE is positive, even if there is variation in the width of each magnetic pole of the field magnet, the correction device forms the field magnet at a predetermined position on the armature coil. It is possible to accurately detect the switching position of the magnetic pole of the generated magnetic field.
Therefore, when the error distance D E is positive, the drive control device can control the energization of the armature coil with higher accuracy even if the width of each magnetic pole of the field magnet varies.

【0045】磁気センサは、例えば電機子コイルに所定
の電流値の電流を流して、電機子コイルを界磁マグネッ
トに沿って移動させるときに、誤差距離DE が0となる
位置に配置してもよい。所定の電流値は、例えば、電機
子コイルに通電する最大電流値とすればよい。所定の電
流値は、例えば、電機子コイルを所定の定速度で移動さ
せるときに、電機子コイルに通電される電流値としても
よい。このような位置に磁気センサを配置しておけば、
前述のように補正装置は上記のような補正をする必要が
ない。
The magnetic sensor is arranged at a position where the error distance DE becomes zero when a current having a predetermined current value is passed through the armature coil to move the armature coil along the field magnet. Is also good. The predetermined current value may be, for example, a maximum current value that flows through the armature coil. The predetermined current value may be, for example, a current value supplied to the armature coil when the armature coil is moved at a predetermined constant speed. If you place the magnetic sensor in such a position,
As described above, the correction device does not need to perform such correction.

【0046】したがって、誤差距離DE =0となる位置
に磁気センサを配置するときには、補正装置は必要な
い。また、補正装置が補正する際に利用するエンコーダ
カウンタは必要ない。さらに、エンコーダカウンタが利
用しているリニアエンコーダ及びエンコーダセンサは、
電機子コイル上の所定位置での界磁マグネットが形成す
る磁界を検出するためには、必要ない。
Therefore, when the magnetic sensor is arranged at a position where the error distance D E = 0, no correction device is required. Further, there is no need for an encoder counter used when the correction device performs correction. Furthermore, the linear encoder and encoder sensor used by the encoder counter are:
It is not necessary to detect the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil.

【0047】したがって、所定方向に直線的にN極の磁
極とS極の磁極が交互に並ぶ界磁マグネットと、前記界
磁マグネットに臨み、該界磁マグネットに沿って往復移
動することができる電機子コイルと、前記電機子コイル
とともに移動し、該電機子コイル上の前記所定方向にお
ける所定位置での該電機子コイルに作用する前記界磁マ
グネットが形成する磁界を検出するための磁気センサ
と、前記磁気センサが検出する磁界情報に基づき前記電
機子コイルへの通電制御を行う駆動制御装置とを備え、
前記磁気センサは、前記電機子コイルに所定の電流値の
電流を流して、該電機子コイルを前記界磁マグネットに
沿って移動させるときに、該磁気センサが配置された位
置での、前記界磁マグネットが形成する磁界の磁極の切
り替わり位置と、該磁気センサが検出する対応する磁極
の切り替わり位置との間の距離だけ、前記電機子コイル
上の所定位置から前記所定方向にずれた位置に配置され
ているリニアモータ駆動装置は、次の場合には駆動制御
装置は精度よく通電制御することができる。
Accordingly, a field magnet in which N-poles and S-poles are alternately arranged linearly in a predetermined direction, and an electric machine which faces the field magnet and can reciprocate along the field magnet A magnetic sensor that moves with the armature coil and detects a magnetic field formed by the field magnet acting on the armature coil at a predetermined position in the predetermined direction on the armature coil; A drive control device that controls energization of the armature coil based on magnetic field information detected by the magnetic sensor,
The magnetic sensor is configured such that, when a current having a predetermined current value flows through the armature coil to move the armature coil along the field magnet, the magnetic field at a position where the magnetic sensor is disposed, It is disposed at a position shifted from the predetermined position on the armature coil in the predetermined direction by a distance between the switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the magnetic magnet and the switching position of the corresponding magnetic pole detected by the magnetic sensor. In the linear motor driving device described above, the drive control device can accurately control energization in the following cases.

【0048】このリニアモータ駆動装置においては、電
機子コイルへの通電電流が所定の電流値であるときに
は、誤差距離DE が0となるので、電機子コイルが形成
する磁界が磁気センサに作用しても、磁気センサは、電
機子コイル上の所定位置での界磁マグネットが形成する
磁界の磁極の切り替わり位置を精度よく検出することが
できる。したがって、駆動制御装置は、それだけ精度よ
く通電制御することができる。磁気センサは、例えば距
離DECが負であるときには、|DEC|=|DEA|であっ
て、距離DEA>0となる位置に配置すればよい。このリ
ニアモータ駆動装置は、補正装置、リニアエンコーダ、
エンコーダカウンタが必要ないので、それだけ低コスト
にできる。このリニアモータ駆動装置は、所定の電流値
を電機子コイルを所定の定速度で移動させるときに通電
する電流とすれば、電機子コイルを所定の定速度で移動
させるときには、精度よく駆動することができる。例え
ば、このリニアモータ駆動装置を、イメージスキャナな
どの光学式画像読み取り装置において、光学部品を搭載
するキャリッジの駆動に利用する場合には、画像読み取
り中はキャリッジを定速度で移動させるので、このよう
なときには従来のリニアモータ駆動装置より速度変動少
なく、キャリッジを駆動することができる。
In this linear motor driving device, when the current supplied to the armature coil has a predetermined current value, the error distance DE becomes zero, so that the magnetic field formed by the armature coil acts on the magnetic sensor. However, the magnetic sensor can accurately detect the switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil. Accordingly, the drive control device can control the energization with higher accuracy. When the distance DEC is negative, for example, the magnetic sensor may be arranged at a position where | DEC | = | DEA | and the distance DEA > 0. This linear motor drive includes a correction device, a linear encoder,
Since no encoder counter is required, the cost can be reduced accordingly. If the predetermined current value is a current that flows when the armature coil is moved at a predetermined constant speed, the linear motor drive device must drive accurately when moving the armature coil at a predetermined constant speed. Can be. For example, when this linear motor drive device is used for driving a carriage on which optical components are mounted in an optical image reading device such as an image scanner, the carriage is moved at a constant speed during image reading. In such a case, the carriage can be driven with less speed fluctuation than the conventional linear motor driving device.

【0049】[0049]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 (1) 図1に本発明に係るリニアモータLM1の概略
側面図を示す。また、このリニアモータLM1の図1の
X−X線に沿う概略断面図を図2に示す。リニアモータ
LM1を駆動制御する本発明に係る駆動制御装置4Aの
概略ブロック図を図3に示す。リニアモータLM1と駆
動制御装置4Aで、本発明に係るリニアモータ駆動装置
が提供される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (1) FIG. 1 shows a schematic side view of a linear motor LM1 according to the present invention. FIG. 2 is a schematic sectional view of the linear motor LM1 taken along line XX of FIG. FIG. 3 is a schematic block diagram of a drive control device 4A according to the present invention for controlling the drive of the linear motor LM1. The linear motor LM1 and the drive control device 4A provide a linear motor drive device according to the present invention.

【0050】リニアモータLM1は、次に述べるように
シャフト型のリニアモータであり、ムービングコイル型
のリニアモータである。リニアモータLM1は、所定方
向に直線的に延びるガイド軸1を備えている。ガイド軸
1は、その両端部を装置フレームFRに支持されてい
る。ガイド軸1は磁性材料からなる。ガイド軸1は本例
ではMn−Alからなる。ガイド軸1は、図4(A)及
び(B)に示す着磁装置を用いて次のように着磁されて
おり、ガイド軸1にはN極の磁極とS極の磁極が交互に
並ぶ界磁マグネットFMが形成されている。
The linear motor LM1 is a shaft type linear motor as described below, and is a moving coil type linear motor. The linear motor LM1 includes a guide shaft 1 that extends linearly in a predetermined direction. The guide shaft 1 has both ends supported by the apparatus frame FR. The guide shaft 1 is made of a magnetic material. The guide shaft 1 is made of Mn-Al in this example. The guide shaft 1 is magnetized as follows using the magnetizing device shown in FIGS. 4A and 4B, and the guide shaft 1 has N magnetic poles and S magnetic poles arranged alternately. A field magnet FM is formed.

【0051】図4(A)は着磁装置の概略斜視図であ
り、図4(B)は着磁装置の概略断面図である。着磁装
置は、円筒状の非磁性材料からなるパイプ81を有して
いる。パイプ81の外周面には、所定幅のコイル82
1、822、823、824、・・・が巻かれている。
隣合うコイルは、互いに逆向きにパイプ81に巻かれて
いる。例えばコイル822は、コイル821及び823
とは逆向きにパイプ81に巻かれている。これらコイル
のパイプ長手方向における所定幅は、形成したい界磁マ
グネットFMの一磁極幅Mw とする。本例では、Mw
30mmである。
FIG. 4A is a schematic perspective view of the magnetizing device, and FIG. 4B is a schematic sectional view of the magnetizing device. The magnetizing device has a cylindrical pipe 81 made of a nonmagnetic material. A coil 82 having a predetermined width is provided on the outer peripheral surface of the pipe 81.
1, 822, 823, 824, ... are wound.
Adjacent coils are wound around the pipe 81 in opposite directions. For example, coil 822 includes coils 821 and 823
Is wound around the pipe 81 in the opposite direction. The predetermined width of these coils in the pipe longitudinal direction is one magnetic pole width Mw of the field magnet FM to be formed. In this example, M w =
30 mm.

【0052】ガイド軸1(界磁マグネット基体)は、パ
イプ81の中空内部に配置して着磁する。着磁用コイル
821、822、823、824、・・・それぞれに、
隣合うコイルとは逆向きの電流が流れるように高電圧を
かけて通電することで、ガイド軸1に界磁マグネットF
Mを形成することができる。このようにして形成された
界磁マグネットFMは、本例では図5に示すようにガイ
ド軸長手方向に突極状の磁界を形成している。また、界
磁マグネットFMの各磁極の幅は、ほぼMW (本例で
は、ほぼ30mm)となる。
The guide shaft 1 (field magnet base) is disposed inside the hollow of the pipe 81 and magnetized. Each of the magnetizing coils 821, 822, 823, 824,.
When a high voltage is applied so that a current flows in a direction opposite to that of an adjacent coil, the field magnet F
M can be formed. The field magnet FM thus formed forms a salient pole-shaped magnetic field in the longitudinal direction of the guide shaft as shown in FIG. 5 in this example. Further, the width of each magnetic pole of the field magnet FM is approximately M W (in this example, approximately 30 mm).

【0053】界磁マグネットFMが形成されたガイド軸
1はリニアモータLM1の固定子LMsを構成してい
る。固定子LMsには、ガイド軸1に沿って往復移動さ
せる可動子LMmが外嵌している。可動子LMmは、電
機子コイルAC、ヨーク31及び軸受け321、322
を有している。
The guide shaft 1 on which the field magnet FM is formed constitutes a stator LMs of the linear motor LM1. A movable element LMm that reciprocates along the guide shaft 1 is fitted to the stator LMs. The mover LMm includes an armature coil AC, a yoke 31, and bearings 321 and 322.
have.

【0054】電機子コイルACは固定子LMsに外嵌す
るリング状であり、界磁マグネットFMに臨んでいる。
ヨーク31は固定子LMsに外嵌する円筒状であり、そ
の内部に電機子コイルACが配置されている。電機子コ
イルACは、ヨーク31に支持されている。ヨーク31
は強磁性体材料からなる。ヨーク31は、本例では鉄か
らなる。軸受け321、322は、それぞれヨーク31
の両端開口部に配置されている。これらにより、可動子
LMmは固定子LMs(ガイド軸1)に沿って往復移動
することができる。
The armature coil AC has a ring shape fitted to the stator LMs, and faces the field magnet FM.
The yoke 31 has a cylindrical shape that fits over the stator LMs, and has an armature coil AC disposed therein. The armature coil AC is supported by the yoke 31. Yoke 31
Is made of a ferromagnetic material. The yoke 31 is made of iron in this example. The bearings 321 and 322 are respectively connected to the yoke 31.
Are disposed in the openings at both ends. Thus, the mover LMm can reciprocate along the stator LMs (guide shaft 1).

【0055】電機子コイルACは、本例では、U、V及
びW相の3つのコイルを1組とするコイル群を3組有し
ており、第1組のコイル群、第2組のコイル群、第3組
のコイル群の順に、固定子長手方向に配置されている。
第1組のコイル群は、コイルLU1、LV1及びLW1からな
り、この順に固定子長手方向に配置されている。第2組
のコイル群は、コイルLU2、LV2及びLW2からなり、こ
の順に固定子長手方向に配置されている。第3組のコイ
ル群は、LU3、LV3及びLW3からなり、この順に固定子
長手方向に配置されている。いずれのコイルも、本例で
は、それぞれM W /3の幅に形成されている。これら9
つのコイルは、すべてその中心位置がM W /3ずつずら
して配置されている。
In this example, the armature coils AC are U, V and
And three coil groups with three coils of phase W and W
The first set of coil groups, the second set of coil groups, the third set
Are arranged in the stator longitudinal direction in this order.
The first group of coils is a coil LU1, LV1And LW1From
In this order, they are arranged in the longitudinal direction of the stator. 2nd set
The coil group ofU2, LV2And LW2Consisting of
In the longitudinal direction of the stator. 3rd carp
Le group is LU3, LV3And LW3And in this order the stator
They are arranged in the longitudinal direction. Both coils are used in this example.
Is M W/ 3 width. These 9
The three coils all have center positions M WShift by / 3
It is arranged.

【0056】電機子コイルACの各コイルは、本例では
図3に示すように接続されている。各組のU相コイルL
U1、LU2及びLU3は、並列に接続されている。コイルL
U2は、コイルLU1及びLU3とは逆向きに固定子LMsに
対して巻かれている。各組のV相コイルLV1、LV2及び
V3は、並列に接続されている。コイルLV2は、コイル
V1及びLV3とは逆向きに固定子LMsに対して巻かれ
ている。各組のW相コイルLW1、LW2及びLW3は、並列
に接続されている。コイルLW2は、コイルLW1及びLW3
とは逆向きに固定子LMsに対して巻かれている。この
ように並列接続されたU相、V相及びW相コイルはスタ
ー結線されている。
The coils of the armature coil AC are connected as shown in FIG. 3 in this example. Each set of U-phase coil L
U1, L U2 and L U3 are connected in parallel. Coil L
U2 is wound relative to the stator LMs in the opposite direction to the coil L U1 and L U3. The V-phase coils L V1 , L V2 and L V3 of each set are connected in parallel. The coil L V2 is wound around the stator LMs in the opposite direction to the coils L V1 and L V3 . The W-phase coils L W1 , L W2, and L W3 of each set are connected in parallel. Coil L W2 is equal to coils L W1 and L W3
And wound around the stator LMs in the opposite direction. The U-phase, V-phase and W-phase coils thus connected in parallel are star-connected.

【0057】ガイド軸1と平行に、リニアエンコーダチ
ャート(リニアエンコーダスケール)Ecが配置されて
いる。エンコーダチャートEcは、本例では磁気式のエ
ンコーダチャートであり、ガイド軸長手方向にN極の磁
極とS極の磁極が所定ピッチで交互に並んでいる。エン
コーダチャートEcのエンコーダピッチEpは、本例で
は100μmである。
A linear encoder chart (linear encoder scale) Ec is arranged parallel to the guide shaft 1. The encoder chart Ec is a magnetic encoder chart in this example, in which N magnetic poles and S magnetic poles are alternately arranged at a predetermined pitch in the longitudinal direction of the guide shaft. The encoder pitch Ep of the encoder chart Ec is 100 μm in this example.

【0058】可動子LMm上には、二つのエンコーダセ
ンサEsa及びEsbが配置されている。エンコーダセ
ンサEsa及びEsbは、いずれもエンコーダチャート
Ecに臨んでおり、可動子LMmと一体的に移動する。
エンコーダセンサEsaとEsbは、エンコーダチャー
トEcの長手方向(ガイド軸長手方向)に、Ep/4ず
らして配置されている。エンコーダセンサEsa及びE
sbは、いずれも本例ではMRセンサである。エンコー
ダセンサEsa及びEsbの検出信号は、図3に示す駆
動制御装置4Aに入力される。駆動制御装置4Aは、図
1及び図2においては図示が省略されているが、可動子
LMm上に配置されている。駆動制御装置4Aについて
は後述する。
On the mover LMm, two encoder sensors Esa and Esb are arranged. The encoder sensors Esa and Esb both face the encoder chart Ec and move integrally with the mover LMm.
The encoder sensors Esa and Esb are displaced by Ep / 4 in the longitudinal direction of the encoder chart Ec (the longitudinal direction of the guide shaft). Encoder sensors Esa and E
sb is an MR sensor in this example. The detection signals of the encoder sensors Esa and Esb are input to the drive control device 4A shown in FIG. Although not shown in FIGS. 1 and 2, the drive control device 4A is disposed on the mover LMm. The drive control device 4A will be described later.

【0059】可動子LMm上には、さらに遮光部材HI
が配置されている。可動子LMmがガイド軸1に沿って
移動したときに、遮光部材HIが通過する位置にはホー
ムセンサHsが配置されている。ホームセンサHsは、
ガイド軸長手方向において図1中左端付近に配置されて
いる。ホームセンサHsは、図示を省略した支持部材に
よって定位置に支持されている。ホームセンサHsは、
本例では発光素子と受光素子が離間して配置されたいわ
ゆるフォトインタラプタである。遮光部材HIがホーム
センサHsに臨む位置にあるときには、ホームセンサH
sの発光素子から受光素子に向けて照射された光が遮光
部材HIにより遮られる。したがって、ホームセンサH
sによって遮光部材HI(可動子LMm)がホームセン
サHsに臨む位置にあることを検出できる。以下、この
位置をホームポジションという。可動子LMmは、ホー
ムポジションより図1中右側において往復移動させる。
ホームセンサHsの検出信号は、図3に示す駆動制御装
置4Aに入力される。
On the mover LMm, a light shielding member HI is further provided.
Is arranged. When the mover LMm moves along the guide shaft 1, a home sensor Hs is disposed at a position where the light blocking member HI passes. Home sensor Hs
It is arranged near the left end in FIG. 1 in the longitudinal direction of the guide shaft. The home sensor Hs is supported at a fixed position by a support member (not shown). Home sensor Hs
In this example, the light-emitting element and the light-receiving element are so-called photo-interrupters arranged separately from each other. When the light blocking member HI is at a position facing the home sensor Hs, the home sensor H
Light emitted from the light emitting element of s toward the light receiving element is blocked by the light blocking member HI. Therefore, the home sensor H
s can detect that the light shielding member HI (movable element LMm) is at a position facing the home sensor Hs. Hereinafter, this position is called a home position. The mover LMm is reciprocated on the right side in FIG. 1 from the home position.
The detection signal of the home sensor Hs is input to the drive control device 4A shown in FIG.

【0060】リニアモータLM1を駆動制御するための
駆動制御装置4Aについて、図3を参照して説明する。
駆動制御装置4Aによって、本例ではリニアモータLM
1をPLL駆動制御することができる。駆動制御装置4
Aは、駆動指令部41、PLL制御部42、補償回路部
43、エンコーダカウンタ44、磁極検出部45、メモ
リ46、通電制御部47及び3相全波通電回路48を有
している。
The drive control device 4A for controlling the drive of the linear motor LM1 will be described with reference to FIG.
In this example, the linear motor LM is controlled by the drive control device 4A.
1 can be PLL driven. Drive control device 4
A includes a drive command unit 41, a PLL control unit 42, a compensation circuit unit 43, an encoder counter 44, a magnetic pole detection unit 45, a memory 46, a conduction control unit 47, and a three-phase full-wave conduction circuit 48.

【0061】前記エンコーダセンサEsa及びEsbが
検出したエンコーダ信号は、PLL制御部42及びエン
コーダカウンタ44に入力される。なお、エンコーダセ
ンサEsa及びEsbが検出したエンコーダ信号は、い
ずれも図示を省略した増幅・矩形波回路によって、増幅
され、矩形波信号(デジタル信号)に変換された後、P
LL制御部42及びエンコーダカウンタ44に入力され
る。
The encoder signals detected by the encoder sensors Esa and Esb are input to a PLL controller 42 and an encoder counter 44. Note that the encoder signals detected by the encoder sensors Esa and Esb are both amplified by an amplifying / square-wave circuit (not shown) and converted to a square-wave signal (digital signal).
The signals are input to the LL control unit 42 and the encoder counter 44.

【0062】エンコーダカウンタ44は、エンコーダセ
ンサEsa及びEsbが検出した二つのエンコーダ信号
から、可動子LMmの移動方向(図1中、左方向又は右
方向)を検出することができる。エンコーダカウンタ4
4は、エンコーダセンサEsaの検出したエンコーダ信
号のパルス数をアップ/ダウンカウントすることができ
る。エンコーダカウンタ44は、可動子LMmが図1中
右方向に移動しているときには、エンコーダ信号のパル
ス数をカウントアップする。また、エンコーダカウンタ
44は、可動子LMmが図1中左方向に移動していると
きには、エンコーダ信号のパルス数をカウントダウンす
る。
The encoder counter 44 can detect the moving direction (left or right in FIG. 1) of the mover LMm from the two encoder signals detected by the encoder sensors Esa and Esb. Encoder counter 4
Reference numeral 4 can count up / down the number of pulses of the encoder signal detected by the encoder sensor Esa. When the mover LMm is moving rightward in FIG. 1, the encoder counter 44 counts up the number of pulses of the encoder signal. Further, when the mover LMm is moving leftward in FIG. 1, the encoder counter 44 counts down the number of pulses of the encoder signal.

【0063】エンコーダカウンタ44には、前記ホーム
センサHsの検出信号も入力される。エンコーダカウン
タ44は、可動子LMmがホームポジションにあり、ホ
ームセンサHsによって遮光部材HIが検出されている
ときには、エンコーダカウント値を「0」にリセットす
る。したがって、リセットされた後のエンコーダカウン
ト値は、可動子LMm上の遮光部材HIのガイド軸長手
方向における位置を示している。すなわち、エンコーダ
カウンタ44などによって、可動子LMm上の遮光部材
HIのガイド軸長手方向における位置を検出することが
できる。
The encoder counter 44 also receives a detection signal from the home sensor Hs. The encoder counter 44 resets the encoder count value to “0” when the mover LMm is at the home position and the light blocking member HI is detected by the home sensor Hs. Therefore, the encoder count value after the reset indicates the position of the light shielding member HI on the mover LMm in the guide shaft longitudinal direction. That is, the position of the light shielding member HI on the mover LMm in the longitudinal direction of the guide shaft can be detected by the encoder counter 44 and the like.

【0064】エンコーダカウント値Ve が、Ve =k
(kは、0又は自然数)であるときには、可動子LMm
上の遮光部材HI(厳密に言えば、本例では遮光部材H
Iの図1中左端)は、ガイド軸長手方向においてホーム
センサHsのある位置から距離k・Ep(Epはエンコ
ーダピッチ)だけ図1中右方向に離れた位置にある。可
動子LMm上の遮光部材HIの左端位置を位置P0 とす
る。以下の説明において、可動子(電機子コイル)上の
位置P0 を示すエンコーダカウント値をVe (P 0 )と
する。
Encoder count value VeIs Ve= K
When (k is 0 or a natural number), the mover LMm
The light shielding member HI (strictly speaking, in this example, the light shielding member H
I at the left end in FIG. 1) is the home in the longitudinal direction of the guide shaft.
Distance k · Ep (Ep is an encoder) from a certain position of the sensor Hs.
1 in the right direction in FIG. Yes
The left end position of the light shielding member HI on the moving element LMm is set to the position P.0Toss
You. In the following description, on the mover (armature coil)
Position P0The encoder count value indicatinge(P 0)When
I do.

【0065】エンコーダカウンタ44がカウントするエ
ンコーダカウント値は、磁極検出部45に入力される。
メモリ46には、界磁マグネットFMの界磁マグネット
情報(界磁マグネットデータ)が記憶されている。メモ
リ46には、界磁マグネットFMの一周期分だけの界磁
マグネット情報ではなく、界磁マグネットFMの全長分
の界磁マグネット情報が記憶されている。図4に示す着
磁装置を用いてガイド軸1(界磁マグネット基体)に着
磁して界磁マグネットFMを形成したときに、その界磁
マグネットFMの各磁極の幅にばらつきがあるときに
は、換言すれば、界磁マグネットFMの各磁極幅が所定
幅MW になっていないときには、メモリ46にはその磁
極幅のばらつきを含んだ界磁マグネット情報が記憶され
ている。メモリ46には、磁極幅のばらつきを含んだ界
磁マグネット情報が予め測定され、記憶されている。メ
モリ46に記憶させる界磁マグネット情報は、例えば後
述するようにして測定することができる。
The encoder count value counted by the encoder counter 44 is input to the magnetic pole detector 45.
The memory 46 stores field magnet information (field magnet data) of the field magnet FM. The memory 46 stores the field magnet information for the entire length of the field magnet FM, instead of the field magnet information for only one period of the field magnet FM. When the field magnet FM is formed by magnetizing the guide shaft 1 (field magnet base) using the magnetizing device shown in FIG. in other words, when each pole width of the field magnet FM is not in a predetermined width M W is in the memory 46 field magnet information including the variation of the pole width has been stored. The field magnet information including the variation of the magnetic pole width is measured and stored in the memory 46 in advance. The field magnet information stored in the memory 46 can be measured, for example, as described later.

【0066】メモリ46は、図6に示すように本例では
16bitのメモリである。メモリ46には、エンコー
ダカウント値と、メモリアドレス及びそのアドレス内で
の桁数を次のように対応させて、可動子LMm上の位置
0 での界磁マグネットFMの磁極の極性を示すデータ
が記憶されている。本例では、N極をデータ「1」に対
応させており、また、S極をデータ「0」に対応させて
いる。
The memory 46 is a 16-bit memory in this example as shown in FIG. Data indicating the polarity of the magnetic pole of the field magnet FM at the position P 0 on the mover LMm is stored in the memory 46 by associating the encoder count value with the memory address and the number of digits in the address as follows. Is stored. In this example, the north pole corresponds to data “1”, and the south pole corresponds to data “0”.

【0067】エンコーダカウント値Ve (P0 )が0〜
15の各位置での界磁マグネットFMの磁極の極性を示
すデータは、アドレス0000H の最下位ビットから最
上位ビットに順に記憶されている。エンコーダカウント
値Ve (P0 )が16〜31の各位置での界磁マグネッ
トFMの磁極の極性を示すデータは、アドレス0001
H の最下位ビットから最上位ビットに順に記憶されてい
る。エンコーダカウント値Ve (P0 )が32以上のと
きのデータも同様の位置に記憶されている。
When the encoder count value V e (P 0 ) is 0 to
Data indicating the polarity of the field magnet FM magnetic pole at each position 15 is stored in order in the most significant bits from the least significant bit of the address 0000 H. Data indicating the polarity of the magnetic pole of the field magnet FM at each position where the encoder count value V e (P 0 ) is 16 to 31 is an address 0001.
H are stored in order from the least significant bit to the most significant bit. Data when the encoder count value V e (P 0 ) is 32 or more is stored in the same position.

【0068】したがって、エンコーダカウント値V
e が、Ve =Kの位置での界磁マグネットFMの磁極の
極性を示すデータは、アドレスInt((K−1)/1
6)の[{Mod((K−1)/16)}+1]ビット
目に記憶されている。なお、関数Int(x1 /x2
は、x1 /x2 の演算結果の小数点以下を切り捨てた値
を求める関数である。関数Mod(x1 /x2 )は、x
1 /x2 の余りを求める関数である。
Therefore, the encoder count value V
The data that indicates the polarity of the magnetic pole of the field magnet FM at the position of V e = K is represented by the address Int ((K−1) / 1).
6), stored at the [{Mod ((K−1) / 16)} + 1] bit. Incidentally, the function Int (x 1 / x 2)
Is a function for obtaining a value rounded down operation result of x 1 / x 2. The function Mod (x 1 / x 2 ) is expressed as x
Is a function for obtaining the remainder of the 1 / x 2.

【0069】磁極検出部45には、エンコーダカウンタ
44からのエンコーダカウント値の他に、駆動指令部4
1から可動子LMmを駆動すべき方向(図1中左方向又
は右方向)を示す駆動方向信号が入力される。磁極検出
部45は、エンコーダカウント44から入力されるエン
コーダカウント値に基づき、可動子LMmの駆動方向に
応じて、可動子LMm上(電機子コイルAC上)の次の
三つの位置の界磁マグネットFMの磁極の極性を示すデ
ータをメモリ46から読み出し、それらを通電制御部4
7に出力する。メモリ46には、リードタイムの短い例
えばDRAMを用いることができる。メモリ46として
DRAMを採用するときには、メモリ46とは別のRO
M等のメモリ、或いはハードディスク等の記憶装置(ス
トレージ装置)に記憶させておいた界磁マグネット情報
をリニアモータLM1を駆動する前にDRAMに転送し
ておけばよい。
In addition to the encoder count value from the encoder counter 44, the drive command
From 1, a driving direction signal indicating the direction in which the mover LMm should be driven (left direction or right direction in FIG. 1) is input. Based on the encoder count value input from the encoder count 44, the magnetic pole detector 45 determines the field magnet at the next three positions on the mover LMm (on the armature coil AC) according to the driving direction of the mover LMm. Data indicating the polarity of the magnetic pole of the FM is read out from the memory 46 and is read out from the energization control unit 4.
7 is output. As the memory 46, for example, a DRAM with a short lead time can be used. When a DRAM is adopted as the memory 46, another RO than the memory 46 is used.
The field magnet information stored in a memory such as M or a storage device such as a hard disk may be transferred to the DRAM before driving the linear motor LM1.

【0070】磁極検出部45は、可動子LMmを図1中
右方向に駆動するときには、次のP 1 、P2 、P3 の三
つの位置のデータをメモリ45から読みだす。位置P1
は、コイルLU1のガイド軸長手方向における中心位置か
ら図1中左方向(駆動方向とは反対方向)にMW /6ず
れた可動子(電機子コイル)上の位置である。位置P 2
は、コイルLV1のガイド軸長手方向における中心位置か
ら図1中左方向(駆動方向とは反対方向)にMW /6ず
れた可動子(電機子コイル)上の位置である。また、位
置P3 は、コイルLW1のガイド軸長手方向における中心
位置から図1中左方向(駆動方向とは反対方向)にMW
/6ずれた可動子(電機子コイル)上の位置である。
The magnetic pole detection section 45 moves the mover LMm in FIG.
When driving to the right, the next P 1, PTwo, PThreeThree
The data at one position is read from the memory 45. Position P1
Is the coil LU1The center position in the longitudinal direction of the guide shaft
1 in the left direction (the direction opposite to the driving direction) in FIG.W/ 6
Position on the mover (armature coil). Position P Two
Is the coil LV1The center position in the longitudinal direction of the guide shaft
1 in the left direction (the direction opposite to the driving direction) in FIG.W/ 6
Position on the mover (armature coil). Also rank
Place PThreeIs the coil LW1Center of the guide shaft in the longitudinal direction
M from the position to the left in FIG. 1 (the direction opposite to the driving direction)W
This is a position on the mover (armature coil) shifted by / 6.

【0071】磁極検出部45は、可動子LMmを図1中
左方向に駆動するときには、位置P 2 、P3 及び次の位
置P4 の三つの位置のデータをメモリ45から読みだ
す。位置P4 は、コイルLW1のガイド軸長手方向におけ
る中心位置から図1中右方向(駆動方向とは反対方向)
にMW /6ずれた可動子(電機子コイル)上の位置であ
る。ここで、前述の位置P2 は、コイルLU1のガイド軸
長手方向における中心位置から図1中右方向(駆動方向
とは反対方向)にMW /6ずれた可動子上の位置でもあ
る。また、前述の位置P3 は、コイルLV1のガイド軸長
手方向における中心位置から図1中右方向(駆動方向と
は反対方向)にMW /6ずれた可動子上の位置でもあ
る。
The magnetic pole detection unit 45 moves the mover LMm in FIG.
When driving to the left, position P Two, PThreeAnd next place
Place PFourData from the memory 45 at the three positions
You. Position PFourIs the coil LW1In the longitudinal direction of the guide shaft
1 from the center position to the right (the direction opposite to the driving direction)
To MW/ 6 position on the mover (armature coil)
You. Here, the aforementioned position PTwoIs the coil LU1Guide shaft
From the center position in the longitudinal direction to the right direction in FIG.
M)W/ 6 position on the mover
You. The position PThreeIs the coil LV1Guide shaft length
From the center position in the hand direction to the right direction in FIG.
In the opposite direction)W/ 6 position on the mover
You.

【0072】可動子上の位置P1 は、可動子上の位置P
0 (遮光部材HIの図1中左端)から右方向に距離D1
離れた位置であるので、位置P1 を示すエンコーダカウ
ント値Ve (P1 )は、距離D1 に対応するエンコーダ
カウント数をNe (D1 )とすると、Ve (P1 )=V
e (P0 )+Ne (D1 )である。磁極検出部45は、
エンコーダカウント値がVe (P1 )の位置のデータを
前述のようにしてメモリ45から読みだす。そのデータ
は、可動子LMm上の位置P1 での界磁マグネットFM
の磁極の極性を示す。同様にして、磁極検出部45は、
可動子上の位置P2 、P3 及びP4 での界磁マグネット
FMの極性を示すデータを読みだすことができる。可動
子LMmの駆動方向に応じて読みだされた三つの位置で
のデータは、通電制御部47に入力される。
The position P 1 on the mover is the position P on the mover.
0 (the left end in FIG. 1 of the light shielding member HI) is a distance D 1 in the right direction.
Since the position is distant, the encoder count value V e (P 1 ) indicating the position P 1 is V e (P 1 ) = V, where the encoder count number corresponding to the distance D 1 is Ne (D 1 ).
e (P 0 ) + N e (D 1 ). The magnetic pole detection unit 45 includes:
The data at the position where the encoder count value is V e (P 1 ) is read from the memory 45 as described above. The data, field magnet FM at the position P 1 on the movable element LMm
Indicates the polarity of the magnetic pole. Similarly, the magnetic pole detection unit 45
Data indicating the polarity of the field magnet FM at the positions P 2 , P 3 and P 4 on the mover can be read. The data at the three positions read according to the driving direction of the mover LMm is input to the energization control unit 47.

【0073】通電制御部47には、さらに駆動指令部4
1から駆動方向信号も入力される。通電制御部47は、
磁極検出部45からの界磁マグネット情報及び駆動指令
部41からの駆動方向信号に基づき、3相全波通電回路
48のトランジスタQ1 〜Q6 を制御して、次のタイミ
ングで電機子コイルACの第1組のコイル群LU1、LV1
及びLW1にパルス通電する。
The energization control unit 47 further includes a drive command unit 4
The driving direction signal is also input from 1. The energization control unit 47
Based on the drive direction signal from the field magnet information and driving instruction unit 41 from the magnetic pole detection unit 45 controls the transistor Q 1 to Q 6 of the three-phase full-wave current supply circuit 48, the armature coils AC at the next timing Of the first set of coil groups L U1 and L V1
And L W1 is pulsed.

【0074】例えば、可動子LMmを図1中右方向に駆
動する場合、通電制御部47は次のタイミングでコイル
U1、LV1及びLW1に通電する。図7に、可動子LMm
を図1中右方向に駆動するときの磁極検出部45から出
力される位置P1 、P2 、P 3 の各位置での界磁マグネ
ットFMの磁極の極性を示す信号と各コイルへの通電タ
イミングの位相関係及び各コイルへの通電方向を示す。
For example, the mover LMm is driven rightward in FIG.
To operate, the energization control unit 47
LU1, LV1And LW1Turn on electricity. FIG. 7 shows the mover LMm.
Out of the magnetic pole detection unit 45 when driving in the right direction in FIG.
Forced position P1, PTwo, P ThreeField magnet at each position
And a signal indicating the polarity of the magnetic pole of the
The phase relationship of the imaging and the direction of energization to each coil are shown.

【0075】コイルLU1には、位置P1 での磁極がS極
からN極に切り替わった位置から、位置P2 での磁極が
N極からS極に切り替わる位置まで、「+」方向(N極
に臨むコイルが図1中右方向に電磁力を発生する向き)
の電流を流すとともに、位置P1 での磁極がN極からS
極に切り替わった位置から、位置P2 での磁極がS極か
らN極に切り替わる位置まで、「−」方向(S極に臨む
コイルが図1中右方向に電磁力を発生する向き)の電流
を流す。コイルLV1には、位置P2 での磁極がS極から
N極に切り替わった位置から、位置P3 での磁極がN極
からS極に切り替わる位置まで、「+」方向の電流を流
すとともに、位置P2 での磁極がN極からS極に切り替
わった位置から、位置P3 での磁極がS極からN極に切
り替わる位置まで、「−」方向の電流を流す。コイルL
W1には、位置P3 での磁極がS極からN極に切り替わっ
た位置から、位置P1 での磁極がS極からN極に切り替
わる位置まで、「+」方向の電流を流すとともに、位置
3 での磁極がN極からS極に切り替わった位置から、
位置P1 での磁極がN極からS極に切り替わる位置ま
で、「−」方向の電流を流す。
The coil L U1 has a “+” direction (N) from the position at which the magnetic pole at the position P 1 switches from the S pole to the N pole to the position at which the magnetic pole at the position P 2 switches from the N pole to the S pole. The direction in which the coil facing the pole generates electromagnetic force in the right direction in FIG. 1)
And the magnetic pole at the position P 1 is shifted from the N pole to S
From the position after switching the poles, to a position where the magnetic poles are switched to the N pole from the S pole at position P 2, "-" current in the direction (the direction in which the coil that faces the S pole is generated an electromagnetic force in the right direction in FIG. 1) Flow. A current in the “+” direction flows through the coil L V1 from the position at which the magnetic pole at the position P 2 switches from the S pole to the N pole to the position at which the magnetic pole at the position P 3 switches from the N pole to the S pole. , from the position where the magnetic pole is switched from the N pole to the S pole at position P 2, to a position where the magnetic pole at the position P 3 switched to the N pole from the S-pole, - flow direction of the current "". Coil L
A current in the “+” direction is applied to W1 from the position at which the magnetic pole at the position P 3 switches from the S pole to the N pole to the position at which the magnetic pole at the position P 1 switches from the S pole to the N pole. From the position where the magnetic pole at P 3 switches from N pole to S pole,
A current in the “−” direction is applied to the position where the magnetic pole at the position P 1 switches from the N pole to the S pole.

【0076】電機子コイルACの第2組コイル群及び第
3組コイル群には、これらコイルが前述のように第1組
コイル群の各コイルに並列接続されているため、第1コ
イル群の各コイルと同じタイミングでパルス電流が流さ
れる。通電制御部47は、可動子LMmを図1中左方向
に駆動する場合、位置P2 、P3 、P4 での磁極に基づ
き、右方向に駆動するときと同様のタイミングで各コイ
ルに通電する。図8に、可動子LMmを図1中左方向に
駆動するときの磁極検出部45から出力される位置
2 、P3 、P4 の各位置での界磁マグネットFMの磁
極の極性を示す信号と各コイルへの通電タイミングの位
相関係及び各コイルへの通電方向を示す。
In the second coil group and the third coil group of the armature coil AC, since these coils are connected in parallel with the coils of the first coil group as described above, A pulse current flows at the same timing as each coil. When driving the mover LMm in the left direction in FIG. 1, the energization control unit 47 energizes each coil at the same timing as when driving the mover LMm in the right direction based on the magnetic poles at the positions P 2 , P 3 , and P 4. I do. FIG. 8 shows the polarities of the magnetic poles of the field magnet FM at the positions P 2 , P 3 , and P 4 output from the magnetic pole detection unit 45 when the mover LMm is driven leftward in FIG. The phase relationship between the signal and the energization timing to each coil and the energization direction to each coil are shown.

【0077】このようなタイミングで通電することで、
界磁マグネットFMの各磁極の幅がMW であれば(界磁
マグネットFMの各磁極の幅にばらつきがなければ)、
電機子コイルACの各コイルには、そのコイルのガイド
軸長手方向(固定子長手方向)における中心位置が、そ
のコイルが臨む磁極の駆動方向上流端よりPm /6駆動
方向に進んだ位置から、さらに2Pm /3駆動方向に進
む位置までの間、そのコイルが駆動方向に電磁力を発生
する向きのパルス電流が流される。このように各コイル
に通電するために、前述のように駆動方向に応じて可動
子LMm上の三つの各位置での磁極の極性を検出してい
る。電機子コイルACの各コイルには、そのコイルがN
極とS極の両磁極に臨んでいるときには通電されず、N
極又はS極の一方の磁極だけに臨んでいるときだけ通電
される。これにより、推力変動を抑制できる。
By energizing at such a timing,
If the width of each magnetic pole of the field magnet FM is M W (if no variation in the width of each magnetic pole of the field magnet FM),
In each coil of the armature coil AC, the center position of the coil in the guide shaft longitudinal direction (stator longitudinal direction) is shifted from a position advanced in the P m / 6 drive direction from the drive direction upstream end of the magnetic pole facing the coil. , between positions to further proceed to 2P m / 3 drive direction, the pulse current orientation of the coil generates an electromagnetic force in the driving direction is flowed. In order to energize each coil in this manner, the polarity of the magnetic pole at each of the three positions on the mover LMm is detected according to the driving direction as described above. Each coil of the armature coil AC has N
No power is supplied when facing both magnetic poles, the S pole and the S pole.
It is energized only when it faces only one of the poles or the south pole. Thereby, the thrust fluctuation can be suppressed.

【0078】各コイルに通電される電流の大きさは、次
のように制御される。駆動指令部41は、リニアモータ
LMmの可動子LMmの目標速度に応じた周波数の基準
クロック信号を出力できる。駆動指令部41は、図示を
省略したホスト機器からの命令を受けて、可動子LMm
の目標速度に応じた周波数の基準クロック信号を出力す
る。基準クロック信号は、PLL制御部42に入力され
る。
The magnitude of the current supplied to each coil is controlled as follows. The drive command unit 41 can output a reference clock signal having a frequency according to the target speed of the mover LMm of the linear motor LMm. The drive command unit 41 receives a command from a host device (not shown), and
And outputs a reference clock signal having a frequency corresponding to the target speed. The reference clock signal is input to the PLL control unit 42.

【0079】PLL制御部42には、エンコーダセンサ
Esa、Esbから出力された可動子LMmの実際の移
動速度を示すエンコーダ信号が入力される。PLL制御
部42は、基準クロック信号とエンコーダ信号との位相
差に応じた信号を補償回路部43に出力する。補償回路
部43においては、伝達系の進み遅れ補償が行われ、基
準クロック信号と移動速度信号との位相差に応じた補償
された信号は、通電制御部47に入力される。
An encoder signal indicating the actual moving speed of the mover LMm output from the encoder sensors Esa and Esb is input to the PLL controller 42. The PLL control section 42 outputs a signal corresponding to the phase difference between the reference clock signal and the encoder signal to the compensation circuit section 43. In the compensating circuit 43, the lead / lag compensation of the transmission system is performed, and the compensated signal corresponding to the phase difference between the reference clock signal and the moving speed signal is input to the energization control unit 47.

【0080】通電制御部47は、補償回路部63から出
力される信号に応じた大きさの電流を各コイルに通電す
る。通電制御部47はトランジスタQ1 〜Q6 のスイッ
チングをPWM制御することで、各コイルへの通電電流
の大きさを制御する。通電制御部47は、前述のタイミ
ングで各コイルに通電する。これらにより、各コイルに
は、目標速度に応じた基準クロック信号と可動子LMm
の実際の移動速度に応じた信号の位相を合わせるように
通電される。これにより、可動子LMmを目標速度で駆
動することができる。
The power supply controller 47 supplies a current having a magnitude corresponding to the signal output from the compensation circuit 63 to each coil. The energization control unit 47 controls the magnitude of the energization current to each coil by performing PWM control on the switching of the transistors Q 1 to Q 6 . The energization control unit 47 energizes each coil at the aforementioned timing. Thus, each coil has a reference clock signal corresponding to the target speed and the mover LMm.
Is applied so as to match the phase of the signal according to the actual moving speed. Thereby, the mover LMm can be driven at the target speed.

【0081】リニアモータLM1及び駆動制御装置4A
を含む本発明のリニアモータ駆動装置は、次の利点があ
る。可動子LMmを右方向に駆動する場合、可動子LM
m上のP1 、P2 、P3 の各位置での界磁マグネットF
Mの磁極の極性は、エンコーダセンサESa、ESb、
エンコーダカウンタ44、磁極検出部45、メモリ46
などで検出されるため、換言すれば、電機子コイルAC
の近くに配置したホール素子等の磁極検出素子を用いず
検出されるため、電機子コイルACへの通電により形成
される磁界の影響をほとんど受けずに磁極の検出を行う
ことができる。したがって、それだけ正確に各コイルへ
の通電タイミングを検出することができ、可動子LMm
を精度良く駆動することができる。本例では、エンコー
ダセンサESa、ESbと電機子コイルACの間には、
強磁性体材料からなるヨーク31が配置されているた
め、電機子コイルACへの通電により形成される磁界及
び界磁マグネットFMが形成する磁界が、これらエンコ
ーダセンサに作用することは抑制されており、それだけ
正確に磁極の極性を検出することができる。可動子LM
mを左方向に駆動するときも同様である。
The linear motor LM1 and the drive control device 4A
The linear motor driving device of the present invention including the following has the following advantages. When driving the mover LMm in the right direction, the mover LM
Field magnet F at each position of P 1 , P 2 , and P 3
The polarity of the magnetic pole of M is determined by encoder sensors ESa, ESb,
Encoder counter 44, magnetic pole detector 45, memory 46
In other words, the armature coil AC
Is detected without using a magnetic pole detection element such as a Hall element disposed near the armature, the magnetic pole can be detected almost without being affected by a magnetic field formed by energizing the armature coil AC. Therefore, the energization timing to each coil can be accurately detected, and the mover LMm
Can be accurately driven. In this example, between the encoder sensors ESa, ESb and the armature coil AC,
Since the yoke 31 made of a ferromagnetic material is arranged, the magnetic field formed by energizing the armature coil AC and the magnetic field formed by the field magnet FM are suppressed from acting on these encoder sensors. Therefore, the polarity of the magnetic pole can be accurately detected. Mover LM
The same applies when driving m in the left direction.

【0082】また、図4に示す着磁装置を用いてガイド
軸1(界磁マグネット基体)に着磁して界磁マグネット
FMを形成したときに、各磁極の幅にばらつきができた
としても、メモリ46にはその磁極幅のばらつきを含ん
だ界磁マグネット情報が記憶されているとともに、メモ
リ46には界磁マグネットFMの一周期分だけの界磁マ
グネット情報ではなく、全長分の界磁マグネット情報が
記憶されているため、従来より精度よく各コイルへの通
電タイミングを検出できる。
Further, when the field magnet FM is formed by magnetizing the guide shaft 1 (field magnet base) using the magnetizing device shown in FIG. 4, even if the width of each magnetic pole varies. The memory 46 stores the field magnet information including the variation of the magnetic pole width, and the memory 46 does not store the field magnet information for one period of the field magnet FM, Since the magnet information is stored, the energization timing to each coil can be detected with higher accuracy than before.

【0083】図9に、界磁マグネットの磁極幅にばらつ
きがある場合において、従来のように界磁マグネットF
Mの一周期分だけの通電情報に基づき、電機子コイルA
Cの各コイルに通電したときの、各コイルへの通電タイ
ミングを示す。また、図10に本発明のリニアモータ駆
動装置における各コイルへの通電タイミングを示す。図
9及び図10において、斜線部は不正通電がなされてい
ることを示す。不正通電は、本例ではコイルがN極とS
極の両磁極に臨んでいるときに、そのコイルに通電され
ていることを意味する。図9及び図10は、いずれも可
動子を図1中右方向に駆動するときの通電タイミングで
ある。図9及び図10において、P1 、P2 及びP3
各位置での磁極は、時間との関係を示す。図9及び図1
0において、各コイルへの通電タイミングは、ガイド軸
長手方向の位置との関係を示す。
FIG. 9 shows that, when the magnetic field width of the field magnet fluctuates, the field magnet F
Based on the energization information for one cycle of M, the armature coil A
The timing of energizing each coil when energizing each coil of C is shown. FIG. 10 shows the timing of energizing each coil in the linear motor drive device of the present invention. 9 and 10, a hatched portion indicates that improper energization is performed. In the case of improper energization, the coil
When facing both poles of the pole, it means that the coil is energized. FIGS. 9 and 10 show the energization timing when the mover is driven rightward in FIG. 9 and 10, the magnetic poles at each position P 1, P 2 and P 3 indicates the relationship between the time. 9 and 1
At 0, the timing of energizing each coil indicates the relationship with the position in the longitudinal direction of the guide shaft.

【0084】本発明のリニアモータ駆動装置において
は、界磁マグネットFMの磁極幅のばらつきを含んだ界
磁マグネット情報に基づき、各コイルへの通電タイミン
グが検出されるため、従来より不正通電の割合を減らす
ことができる。それだけ、推力変動を抑制できる。 (2) メモリ46に記憶させる界磁マグネットFMの
各磁極の幅のばらつき情報を含んだ界磁マグネット情報
(界磁マグネットデータ)の測定は、例えば次のように
して行うことができる。
In the linear motor driving device of the present invention, the energization timing to each coil is detected based on the field magnet information including the variation in the magnetic pole width of the field magnet FM. Can be reduced. As a result, thrust fluctuation can be suppressed. (2) Measurement of field magnet information (field magnet data) including variation information of the width of each magnetic pole of the field magnet FM stored in the memory 46 can be performed, for example, as follows.

【0085】電機子コイルACの隣合う二つのコイルL
U1、LV1のいずれにも「+」方向(コイルがN極上にあ
るときに、そのコイルが図1中右向きの推力を発生する
方向)に同じ大きさの電流を流せば、これらコイルが図
11(A)に示すようにN極上に位置するとき及び図1
1(B)に示すようにS極上に位置するときのいずれの
場合においても、図11(C)に示すコイルLU1がN極
上に位置し、コイルL V1がS極上に位置するまでこれら
コイル(可動子LMm)は移動して、その位置で停止す
る。この停止位置は、コイルLU1とLV1のそれぞれの発
生推力がバランスした位置であり、これらコイルの境界
がN極とS極の境界に重なった位置である。
Two adjacent coils L of the armature coil AC
U1, LV1In the “+” direction (the coil is
The coil generates a rightward thrust in Figure 1
Direction)), these coils will
11 (A) when it is located on the N pole and FIG.
As shown in FIG. 1 (B), any of
Even in the case, the coil L shown in FIG.U1Is N pole
Located on the coil L V1Until these are on the S pole
The coil (movable element LMm) moves and stops at that position.
You. This stop position is determined by the coil LU1And LV1Each departure
The position where the raw thrust is balanced,
Is a position overlapping the boundary between the north pole and the south pole.

【0086】コイルLU1とLV1に、「−」方向(コイル
がN極上にあるときに、そのコイルが図1中左向きの推
力を発生する方向)に同じ大きさの電流を流せば、図1
1(D)に示すコイルLU1がS極上に位置し、コイルL
V1がN極上に位置するまでこれらコイル(可動子LM
m)は移動して、その位置で停止する。したがって、こ
れらの性質を利用すれば、ホール素子等の磁極検出素子
を用いなくても、磁極の切り替わり位置を正確に検出す
ることができる。
If currents of the same magnitude are applied to the coils L U1 and L V1 in the “−” direction (the direction in which the coils generate a leftward thrust in FIG. 1 when the coils are on the N pole), 1
The coil L U1 shown in FIG. 1 (D) is located on the S pole and the coil L
These coils (movable element LM) are used until V1 is located on the N pole.
m) moves and stops at that position. Therefore, if these properties are used, the switching position of the magnetic pole can be accurately detected without using a magnetic pole detecting element such as a Hall element.

【0087】これら性質を利用して界磁マグネットFM
の全長分の界磁マグネット情報を測定するときには、次
のように行えばよい。まず、可動子LMmをホームポジ
ションに移動する。この移動は、例えば手動で行えばよ
い。これにより、エンコーダカウンタ44のエンコーダ
カウント値V e (P0 )は、「0」にリセットされる。
エンコーダカウント値Ve (P0 )は、前述のように可
動子LMm上の位置P0 のガイド軸長手方向の位置を示
している。
The field magnet FM utilizing these properties
When measuring field magnet information for the entire length of
It can be done as follows. First, move the mover LMm to the home position.
Move to the option. This movement can be done manually, for example.
No. Thereby, the encoder of the encoder counter 44
Count value V e(P0) Is reset to “0”.
Encoder count value Ve(P0) Is allowed as described above
Position P on the rotor LMm0Of the guide shaft in the longitudinal direction
are doing.

【0088】本例では、可動子LMmがホームポジショ
ンに位置するときには、コイルLU1とLV1は図11
(A)に示すようにN極上に位置するので、これらコイ
ルに「+」方向の電流を流せば、図11(C)に示す位
置でこれらコイル(可動子LMm)は停止する。この位
置は、可動子LMm上の位置P2 が、N極とS極の境界
上にある位置である。この停止位置でのエンコーダカウ
ント値Ve (P0 )をK1とする。前述のようにメモリ
46には、可動子LMm上の位置P0 での界磁マグネッ
トFMの磁極の極性を示すデータを記憶させる。可動子
LMm上の位置P0が、このN極とS極の境界上にある
ときのエンコーダカウント値Ve (P0 )は、カウント
値K1 に、位置P0 と位置P2 の距離D2 に対応するエ
ンコーダカウント数Ne (D2 )を加えたものである。
これらにより、エンコーダカウント値が0〜{K1 +N
e (D2 )}の各位置の磁極の極性は、N極であること
が判る。したがって、メモリ46のエンコーダカウント
値が0〜{K1 +Ne (D2 )}の各位置での磁極の極
性を記憶する領域には、N極を示すデータ(本例では、
「1」)を記憶させればよい。
In this example, when the mover LMm is located at the home position, the coils L U1 and L V1 are not
Since the coils are located on the N pole as shown in (A), if a current in the "+" direction is applied to these coils, these coils (movable element LMm) stop at the positions shown in FIG. 11C. This position is the position P 2 on the movable element LMm is a position that is on the boundary of N and S poles. The encoder count value V e (P 0 ) at this stop position is defined as K 1 . As described above, the memory 46 stores data indicating the polarity of the magnetic pole of the field magnet FM at the position P 0 on the mover LMm. When the position P 0 on the mover LMm is on the boundary between the N pole and the S pole, the encoder count value V e (P 0 ) becomes the count value K 1 and the distance D between the position P 0 and the position P 2 . The encoder count number Ne (D 2 ) corresponding to 2 is added.
As a result, the encoder count value becomes 0 to {K 1 + N
It can be seen that the polarity of the magnetic pole at each position of e (D 2 )} is the N pole. Therefore, the area for storing the polarity of the magnetic poles at each position of the encoder count value of the memory 46 is 0~ {K 1 + N e ( D 2)}, the data (in this example showing the N pole,
"1") may be stored.

【0089】次いで、可動子LMmを右方向に一磁極幅
W 程度移動させた後、コイルLU1とLV1に「−」方向
の電流を流せば、図11(D)に示す位置でこれらコイ
ルは停止する。この停止位置でのエンコーダカウント値
e (P0 )をK2 とする。可動子LMm上の位置P0
が、このS極とN極の境界上にあるときのエンコーダカ
ウント値Ve (P0 )は、カウント値K2 にN
e (D2 )を加えたものである。したがって、メモリ4
6のエンコーダカウント値が{K1 +Ne (D2 )+
1}〜{K2 +Ne (D2 )}の各位置での磁極の極性
を記憶する領域には、S極を示すデータ(本例では、
「0」)を記憶させればよい。
Next, after moving the mover LMm to the right by about one magnetic pole width M W , if a current in the “−” direction is applied to the coils L U1 and L V1 , these move at the positions shown in FIG. The coil stops. The encoder count value V e (P 0 ) at this stop position is defined as K 2 . Position P 0 on mover LMm
N but encoder count V e when is on the boundary of the S and N poles (P 0) is the count value K 2
e (D 2 ). Therefore, memory 4
6 encoder count value is {K 1 + Ne (D 2 ) +
1} In the area for storing the polarity of the magnetic poles at each position ~ {K 2 + N e ( D 2)}, the data (in this example showing the S pole,
"0") may be stored.

【0090】以下、同様にして、界磁マグネットFMの
全長分の界磁マグネット情報を測定することができる。
このようにして、界磁マグネット情報を検出すれば、界
磁マグネットFMの各磁極の幅のばらつきを含んだ界磁
マグネット情報を正確に検出することができる。 (3) 駆動制御装置4Aは、リニアモータLM1の電
機子コイルACにパルス通電するものであるので、ガイ
ド軸長手方向における界磁マグネットFMの磁極の切り
替わり位置と、その位置でN極からS極に磁極が切り替
わるのか、或いはその位置でS極からN極に磁極が切り
替わるのかが判ればリニアモータLM1を駆動すること
ができる。すなわち、界磁マグネットFMが形成する磁
界の大きさを示す情報は、パルス通電するときには必要
ない。したがって、メモリ46には、図6に示した界磁
マグネット情報に代えて例えば次の図12及び図13に
示す磁極の切り替わり位置等を示す界磁マグネット情報
を記憶させておいても、リニアモータLM1をパルス駆
動することができる。
Hereinafter, similarly, field magnet information for the entire length of the field magnet FM can be measured.
In this way, if the field magnet information is detected, the field magnet information including the variation in the width of each magnetic pole of the field magnet FM can be accurately detected. (3) Since the drive control device 4A applies a pulse current to the armature coil AC of the linear motor LM1, the switching position of the magnetic pole of the field magnet FM in the longitudinal direction of the guide shaft and the N-pole to the S-pole at that position. If it is known whether the magnetic poles are switched at the position, or whether the magnetic poles are switched from the S pole to the N pole at that position, the linear motor LM1 can be driven. That is, the information indicating the magnitude of the magnetic field formed by the field magnet FM is not necessary when applying the pulse current. Therefore, even if the memory 46 stores, for example, field magnet information indicating the switching positions of the magnetic poles shown in the following FIGS. 12 and 13 instead of the field magnet information shown in FIG. LM1 can be pulsed.

【0091】図12に示すメモリ46の各メモリ領域に
は、次の情報が記憶されている。アドレス0000H
は、可動子LMmがホームポジションに位置するとき
の、可動子LMm上の位置P0 での界磁マグネットFM
の磁極の極性を示すデータが記憶されている。本例で
は、N極をデータ「0001H 」に対応させており、ま
た、S極をデータ「0000H 」に対応させている。図
12に示すメモリ46のアドレス0000H のデータ
は、可動子LMmがホームポジションに位置するときに
は、N極に臨んでいることを示している。アドレス00
01H 以降の各領域には、可動子LMmをホームポジシ
ョンから図1中右方向に駆動したときに、磁極の切り替
わる位置が順に記憶されている。アドレス0001H
降の各領域には、磁極の切り替わり位置に対応するエン
コーダカウント値が記憶されている。すなわち、アドレ
ス0001H には、可動子LMmをホームポジションか
ら右方向に移動させたときに、N極からS極に磁極が切
り替わる位置を示すエンコーダカウント値が記憶されて
いる。アドレス0002H には、S極からN極に磁極が
切り替わる位置を示すエンコーダカウント値が記憶され
ている。
The following information is stored in each memory area of the memory 46 shown in FIG. The address 0000 H, when the mover LMm is located at the home position, the field magnet FM at the position P 0 on the movable element LMm
The data indicating the polarity of the magnetic pole is stored. In this example, the north pole corresponds to the data “0001 H ”, and the south pole corresponds to the data “0000 H ”. Data at address 0000 H of the memory 46 shown in FIG. 12, when the movable element LMm is located at the home position indicates that faces the N pole. Address 00
01 Each region after H, when driving the movable element LMm from the home position to the right in FIG. 1, the position of the switching of the magnetic poles are sequentially stored. Each area of the address 0001 H later, an encoder count value corresponding to the magnetic poles of the switching position is stored. That is, the address 0001 H, when moving the movable element LMm from the home position to the right, the encoder count value indicating a magnetic pole is switched position from the N pole to the S pole is stored. The address 0002 H, an encoder count value indicating a magnetic pole is switched located N pole from the S pole is stored.

【0092】図13に示すメモリ46の各メモリ領域に
は、次の情報が記憶されている。アドレス0000H
は、可動子LMmがホームポジションに位置するとき
の、可動子LMm上の位置P0 での界磁マグネットFM
の磁極の極性を示すデータが記憶されている。本例で
は、N極をデータ「0001H 」に対応させており、ま
た、S極をデータ「0000H 」に対応させている。ア
ドレス0001H 以降の各領域の最上位ビット以下の下
位ビットには、図12のメモリ46と同様に、可動子L
Mmをホームポジションから図1中右方向に駆動したと
きに、磁極の切り替わる位置に対応するエンコーダカウ
ント値が順に記憶されている。アドレス0001H 以降
の各領域の最上位ビットには、可動子LMmをホームポ
ジションから図1中右方向に駆動したときに、N極から
S極に磁極が切り替わるか、或いはS極からN極に磁極
が切り替わるかを示すデータが記憶されている。本例で
は、最上位ビットが「1」の場合にはN極からS極へ磁
極が切り替わることを示している。また、最上位ビット
が「0」の場合にはS極からN極へ磁極が切り替わるこ
とを示している。したがって、例えばアドレス0001
H のデータからは、可動子LMmを図1中右方向に駆動
しているときには、エンコーダカウント値が「012C
H 」になったときに、N極からS極に磁極が切り替わる
ことが判る。また、可動子LMmを図1中左方向に駆動
しているときには、アドレス0001H のデータから
は、エンコーダカウント値が「012CH 」になったと
きに、S極からN極に磁極が切り替わることが判る。 (4) 電機子コイルACの隣合う二つのコイルに同じ
向きの電流を流す手法は、可動子LMmを原点復帰させ
るとき(可動子LMmをホームポジションに移動させる
とき)にも利用することができる。
The following information is stored in each memory area of the memory 46 shown in FIG. The address 0000 H, when the mover LMm is located at the home position, the field magnet FM at the position P 0 on the movable element LMm
The data indicating the polarity of the magnetic pole is stored. In this example, the north pole corresponds to the data “0001 H ”, and the south pole corresponds to the data “0000 H ”. The lower bits following the most significant bit of each area of the address 0001 H later, similarly to the memory 46 of FIG. 12, the movable element L
When Mm is driven rightward in FIG. 1 from the home position, the encoder count value corresponding to the position at which the magnetic pole switches is stored in order. The most significant bit of each area of the address 0001 H later, the mover LMm when driven from the home position to the right in FIG. 1, the N-pole or pole is switched to the S pole, or N pole from the S-pole Data indicating whether the magnetic pole is switched is stored. In this example, when the most significant bit is “1”, it indicates that the magnetic pole is switched from the N pole to the S pole. When the most significant bit is “0”, it indicates that the magnetic pole is switched from the S pole to the N pole. Therefore, for example, address 0001
From the data of H , when the mover LMm is being driven rightward in FIG. 1, the encoder count value is “012C”.
When " H " is reached, it can be seen that the magnetic pole switches from the N pole to the S pole. Further, when driving the mover LMm to the left in Figure 1, from the data of the address 0001 H, when the encoder count value becomes "012C H", the magnetic poles are switched from S pole to N pole I understand. (4) The method of flowing currents in the same direction to two adjacent coils of the armature coil AC can also be used when returning the mover LMm to the origin (when moving the mover LMm to the home position). .

【0093】リニアモータ駆動装置の電源投入直後に
は、可動子LMmはガイド軸長手方向のどの位置にある
かは、エンコーダカウンタ44のエンコーダカウント値
からは判らない。そこで、まず、電機子コイルACの隣
合う二つのコイルに同じ向きの電流を流す。例えば、コ
イルLU1とLV1に「+」方向の電流を流せば、コイルL
U1がN極上に位置し、コイルLV1がS極上に位置する位
置(磁極の切り替わり位置)で停止する。この磁極の切
り替わり位置は、ガイド軸長手方向におけるどの位置か
は判らない。しかし、隣合う磁極の切り替わり位置はほ
ぼMW 離れた位置であるので、例えば原点復帰するとき
だけは、磁極検出部45からはメモリ46から読みだし
た界磁マグネット情報ではなく、次のような界磁マグネ
ット情報を通電制御部47に出力するようにして、電機
子コイルACの各コイルに前述と同様のタイミングで通
電すれば、可動子LMmを図1中左方向に駆動して、原
点復帰させることができる。
Immediately after turning on the power of the linear motor driving device,
Is at which position of the mover LMm in the longitudinal direction of the guide shaft
Is the encoder count value of the encoder counter 44
I do not know from. Therefore, first, next to the armature coil AC
A current of the same direction is applied to two matching coils. For example,
Il LU1And LV1If a current in the “+” direction is passed through the
U1Is located on the N pole and the coil LV1Is located on the S pole
Stop at the position (magnetic pole switching position). Turn off this pole
Where is the switching position in the longitudinal direction of the guide shaft
I do not know. However, the switching position of adjacent magnetic poles is
Bo MWBecause it is a distant position, for example, when returning to origin
Is read from the memory 46 from the magnetic pole detector 45.
Field magnet information instead of
Output information to the energization control unit 47,
To each coil of the slave coil AC at the same timing as described above.
When electrified, the mover LMm is driven to the left in FIG.
The point can be returned.

【0094】磁極検出部45からは、可動子LMm上の
位置P2 での界磁マグネット情報として、コイルLU1
V1に「+」方向の電流を流して、これらコイルが停止
した位置ではN極を示す極性信号を出力させ、以降可動
子LMmが左方向にMW 移動するたびに極性信号を切り
換えて出力させればよい。可動子LMm上の位置P3
の界磁マグネット情報として、コイルLU1とLV1
「+」方向の電流を流して、これらコイルが停止した位
置ではS極を示す極性信号を出力させ、可動子LMmが
左方向にMW /3移動したらN極を示す極性信号に切り
換え、以降可動子LMmが左方向にMW 移動するたびに
極性信号を切り換えて出力させればよい。可動子LMm
上の位置P4 での界磁マグネット情報として、コイルL
U1とLV1に「+」方向の電流を流して、これらコイルが
停止した位置ではS極を示す極性信号を出力させ、可動
子LMmが左方向に2MW /3移動したらN極を示す極
性信号に切り換え、以降可動子LMmが左方向にMW
動するたびに極性信号を切り換えて出力させればよい。
[0094] From the magnetic pole detection section 45, as the field magnet information at the position P 2 on the movable element LMM, the coil L U1 and L V1 by passing a "+" direction of the current, at a position where the coils stops to output a polarity signal indicating the N-pole, it is sufficient to output by switching the polarity signal each time a subsequent mover LMm is M W moves leftward. As the field magnet information at the position P 3 on the movable piece LMM, by applying a current of the coil L U1 and "+" direction L V1, to output a polarity signal indicating the S pole at the position to which they coil stops, switching the polarity signal mover LMm indicates N pole When M W / 3 moves to the left, it is sufficient to output by switching the polarity signal each time a subsequent mover LMm is M W moves leftward. Mover LMm
As the field magnet information at the position P 4 of the above, the coil L
Flowing a "+" direction of the current in U1 and L V1, the position where the coils stops to output the polarity signal indicating the S pole, polarity mover LMm indicates N pole Once 2M W / 3 moves leftward switching the signal, it is sufficient to output by switching the polarity signal each time a subsequent mover LMm is M W moves leftward.

【0095】或いは、コイルLU1とLV1に「+」方向の
電流を流して、これらコイルが停止した位置を、コイル
U1とLV1の境界が界磁マグネットFMの右端のN極と
S極の磁極の境界に重なる位置と仮定して、次のように
原点復帰を行うこともできる。コイルLU1とLV1
「+」方向の電流を流して、これらコイルが停止した位
置において、コイルLU1とLV1の境界が界磁マグネット
FMの右端のN極とS極の磁極の境界に重なる位置に対
応するエンコーダカウント値をエンコーダカウンタ44
にプリセットする。そして、前述と同様に、エンコーダ
カウンタ44からのエンコーダカウント値に基づき磁極
検出部45がメモリ46から界磁マグネット情報を読み
出し、その界磁マグネット情報に基づき可動子LMmが
左方向に移動するように各コイルに通電すればよい。
[0095] Alternatively, by applying a current of "+" direction in the coil L U1 and L V1, the position where the coils stops, the boundary of the coil L U1 and L V1 is the rightmost field magnet FM N poles and S Assuming that the position overlaps the boundary between the magnetic poles of the poles, the origin return can be performed as follows. The coil L U1 and L V1 by passing a "+" direction of the current, at a position where the coils stops, the boundary of the magnetic poles of the right end of the N and S poles of the boundary of the coil L U1 and L V1 is field magnet FM The encoder count value corresponding to the position overlapping
Preset to. Then, in the same manner as described above, the magnetic pole detection unit 45 reads out field magnet information from the memory 46 based on the encoder count value from the encoder counter 44, and moves the mover LMm to the left based on the field magnet information. What is necessary is just to energize each coil.

【0096】いずれにしても、このようにして原点復帰
を行うときには、正確な界磁マグネット情報に基づかな
いで、各コイルへの通電タイミングが検出されるため、
推力変動が多少大きくなるが、原点復帰させるときだけ
なので、それほど支障はない。 (5) 図3に示す駆動制御装置4Aに代えて、図14
に示す駆動制御装置4Bを採用すれば、リニアモータL
M1をリニア駆動することができる。リニアモータLM
1及び駆動制御装置4Bで、本発明に係るリニアモータ
駆動装置が提供される。
In any case, when performing the home return in this way, the energization timing to each coil is detected based on accurate field magnet information.
Although the thrust fluctuation is slightly large, there is no problem because it is only when returning to the home position. (5) Instead of the drive control device 4A shown in FIG. 3, FIG.
If the drive control device 4B shown in FIG.
M1 can be driven linearly. Linear motor LM
1 and the drive control device 4B provide a linear motor drive device according to the present invention.

【0097】電機子コイルACの各相コイルにリニア通
電するときには、電機子コイルACの各相コイルは、図
14に示すように接続しておく。U相コイルLU1、LU2
及びLU3は、並列に接続されている。コイルLU2は、コ
イルLU1及びLU3とは逆向きに固定子LMsに対して巻
かれている。V相コイルはLV1、LV2及びLV3は、並列
に接続されている。コイルLV2は、コイルLV1及びLV3
とは逆向きに固定子LMsに対して巻かれている。W相
コイルはLW1、LW2及びLW3は、並列に接続されてい
る。コイルLW2は、コイルLW1及びLW3とは逆向きに固
定子LMsに対して巻かれている。
When linearly energizing each phase coil of the armature coil AC, each phase coil of the armature coil AC is connected as shown in FIG. U-phase coil L U1 , L U2
And L U3 are connected in parallel. The coil L U2 is wound around the stator LMs in the opposite direction to the coils L U1 and L U3 . The V-phase coils L V1 , L V2 and L V3 are connected in parallel. Coil L V2 is equal to coils L V1 and L V3
And wound around the stator LMs in the opposite direction. In the W-phase coil, L W1 , L W2 and L W3 are connected in parallel. The coil L W2 is wound around the stator LMs in the opposite direction to the coils L W1 and L W3 .

【0098】駆動制御装置4Bは、各コイルのガイド軸
長手方向(固定子長手方向)の中心位置での界磁マグネ
ットFMが形成する磁界の大きさ及び向きに比例する電
流がそのコイルに流れるように、各コイルに通電して、
可動子LMmを駆動する。駆動制御装置4Bも、駆動制
御装置4Aと同様にリニアモータLM1をPLL制御す
ることができる。
The drive control device 4B operates such that a current proportional to the magnitude and direction of the magnetic field formed by the field magnet FM at the center position of each coil in the guide shaft longitudinal direction (stator longitudinal direction) flows through the coil. Then, energize each coil,
The mover LMm is driven. The drive control device 4B can also perform PLL control on the linear motor LM1 similarly to the drive control device 4A.

【0099】駆動制御装置4Bは、駆動指令部41、P
LL制御部42、補償回路部43、エンコーダカウンタ
44、磁極検出部45、メモリ46、U相、V相及びW
相コイル通電制御部47U、47V、47W並びにU
相、V相及びW相コイル通電回路48U、48V、48
Wを備えている。駆動制御装置4Bの駆動指令部41、
PLL制御部42、補償回路部43及びエンコーダカウ
ンタ44は、駆動制御装置4Aのそれらと同様の動作を
する。
The drive control unit 4B includes a drive command unit 41, P
LL control section 42, compensation circuit section 43, encoder counter 44, magnetic pole detection section 45, memory 46, U phase, V phase and W
Phase coil energization control units 47U, 47V, 47W and U
Phase, V phase and W phase coil energizing circuits 48U, 48V, 48
W is provided. A drive command unit 41 of the drive control device 4B,
The PLL control unit 42, the compensation circuit unit 43, and the encoder counter 44 perform the same operations as those of the drive control device 4A.

【0100】メモリ46には、ガイド軸長手方向の各位
置における界磁マグネットFMが形成する磁界の大きさ
及び向きを示す界磁マグネット情報が記憶されている。
メモリ46には、界磁マグネットFMの全長分の界磁マ
グネット情報が記憶されている。界磁マグネット情報
は、予め測定して、メモリ46に記憶させてある。メモ
リ46に記憶されている界磁マグネット情報は、界磁マ
グネットFMの各磁極幅のばらつきを含んだ界磁マグネ
ット情報である。
The memory 46 stores field magnet information indicating the magnitude and direction of the magnetic field formed by the field magnet FM at each position in the longitudinal direction of the guide shaft.
The memory 46 stores field magnet information for the entire length of the field magnet FM. The field magnet information is measured in advance and stored in the memory 46. The field magnet information stored in the memory 46 is field magnet information including a variation in each magnetic pole width of the field magnet FM.

【0101】メモリ46は、本例では図15に示すよう
に8bitのメモリである。メモリ46には、エンコー
ダカウント値と、メモリアドレスを次のように対応させ
て、可動子LMm上の位置P0 での界磁マグネットFM
が形成する磁界の大きさ及び向きを示すデータが記憶さ
れている。エンコーダカウント値Ve (P0 )=Kの位
置での、界磁マグネットデータはアドレスKの領域に記
憶されている。例えばエンコーダカウント値V
e (P0 )=0の位置での、界磁マグネットデータはア
ドレス0000H に記憶されている。各アドレスに記憶
された界磁マグネットデータの最上位ビットは磁界の向
き(磁極の極性)を示している。本例では、N極をデー
タ「0」に対応させており、また、S極をデータ「1」
に対応させている。下位7ビットには、磁界の大きさを
示すデータが記憶されている。
In this example, the memory 46 is an 8-bit memory as shown in FIG. The memory 46 stores the field magnet FM at the position P 0 on the mover LMm by associating the encoder count value with the memory address as follows.
The data indicating the magnitude and the direction of the magnetic field formed by is stored. The field magnet data at the position of the encoder count value V e (P 0 ) = K is stored in the area of the address K. For example, encoder count value V
e at the position of (P 0) = 0, the field magnet data is stored in the address 0000 H. The most significant bit of the field magnet data stored at each address indicates the direction of the magnetic field (polarity of the magnetic pole). In this example, the north pole corresponds to data "0", and the south pole corresponds to data "1".
It corresponds to. Data indicating the magnitude of the magnetic field is stored in the lower 7 bits.

【0102】なお、図3に示す駆動制御装置4Aにおい
ても、メモリ46にこのような磁界の大きさ及び向きを
示す界磁マグネットデータを記憶させておき、磁極検出
部45にそのデータから所定位置の磁極の極性を検出さ
せてもよい。磁極検出部45は、エンコーダカウンタ4
4から入力されるエンコーダカウント値に基づき、可動
子LMm上の次の三つの位置の界磁マグネットFMの磁
極の極性を示すデータをメモリ46から読み出し、それ
らを各相通電制御部47U、47V、47Wに出力す
る。
In the drive control device 4A shown in FIG. 3, field magnet data indicating the magnitude and direction of such a magnetic field is stored in the memory 46, and the magnetic pole detection section 45 determines the predetermined position from the data. May be detected. The magnetic pole detection unit 45 includes the encoder counter 4
4, the data indicating the polarity of the magnetic pole of the field magnet FM at the next three positions on the mover LMm is read from the memory 46 based on the encoder count value input from the memory 4, and the data is read out from each of the phase energization controllers 47U, 47V, Output to 47W.

【0103】磁極検出部45は、U相コイルLU1、V相
コイルLV1、W相コイルLW1のガイド軸長手方向におけ
る中心位置での界磁マグネットデータをそれぞれメモリ
46から読みだす。磁極検出部45によって読みだされ
たU相コイルLU1の中心位置での界磁マグネットデータ
は、D/Aコンバータ49Uでアナログ信号に変換され
た後、U相コイル通電制御部47Uに入力される。
The magnetic pole detector 45 reads out the field magnet data from the memory 46 at the center position of the U-phase coil L U1 , V-phase coil L V1 , and W-phase coil L W1 in the longitudinal direction of the guide shaft. The field magnet data at the center position of the U-phase coil L U1 read by the magnetic pole detection unit 45 is converted into an analog signal by the D / A converter 49U, and then input to the U-phase coil conduction control unit 47U. .

【0104】U相コイル通電制御部47Uには、さらに
駆動指令部41から駆動方向信号が入力されるととも
に、目標速度に応じた基準クロック信号と実際の移動速
度を示すエンコーダ信号の位相差に応じた信号であっ
て、伝達系の進み遅れ補償がなされた信号が補償回路部
43から入力される。U相コイル通電制御部47Uは、
磁極検出部45からD/Aコンバータ49Uを介して入
力される信号に基づき、コイルLU1に作用している磁界
の大きさに比例した電流を通電回路48Uを介してU相
コイルLU1、LU2及びLU3に通電する。通電制御部47
Uは、コイルLU1に作用している磁界の向きに応じて、
駆動方向信号により指示されている方向に推力を発生す
る向きの電流を通電回路48Uを介してU相コイル
U1、LU2及びLU3に通電する。通電制御部47Uは、
補償回路部43から入力される信号に応じた電流を通電
回路48Uを介してU相コイルLU1、LU2及びLU3に通
電する。
The U-phase coil energization control unit 47U further receives a drive direction signal from the drive command unit 41 and receives a drive signal according to a phase difference between a reference clock signal corresponding to the target speed and an encoder signal indicating the actual moving speed. The signal which has been subjected to lead / lag compensation of the transmission system is input from the compensation circuit unit 43. The U-phase coil energization control unit 47U
Based on the signals input from the magnetic pole detection unit 45 via the D / A converter 49U, a current proportional to the magnitude of the magnetic field acting on the coil L U1 via a current supply circuit 48U U-phase coil L U1, L Energize U2 and LU3 . Energization control unit 47
U depends on the direction of the magnetic field acting on the coil L U1 ,
The direction of the current that generates thrust in the direction indicated by the drive direction signal via the current supply circuit 48U energizing the U-phase coil L U1, L U2 and L U3. The energization control unit 47U
A current corresponding to the signal input from the compensation circuit unit 43 is supplied to the U-phase coils L U1 , L U2, and L U3 via the conduction circuit 48U.

【0105】同様に、V相コイル通電制御部47V、通
電回路48Vは、V相コイルLV1、LV2及びLV3に通電
する。W相コイル通電制御部47W、通電回路48W
は、W相コイルLW1、LW2及びLW3に通電する。これら
により、各コイルには、目標速度に応じた基準クロック
信号と可動子LMmの実際の移動速度に応じた信号の位
相を合わせるように通電される。これにより、可動子L
Mmを目標速度で駆動することができる。
Similarly, the V-phase coil energization control unit 47V and the energization circuit 48V energize the V-phase coils L V1 , L V2 and L V3 . W-phase coil conduction control unit 47W, conduction circuit 48W
Energizes the W-phase coils L W1 , L W2 and L W3 . As a result, the coils are energized so that the phases of the reference clock signal corresponding to the target speed and the signal corresponding to the actual moving speed of the mover LMm are matched. Thereby, the mover L
Mm can be driven at the target speed.

【0106】このようにリニアモータLM1を駆動制御
装置4Bでリニア駆動しても、リニアモータLM1を駆
動制御装置4Aでパルス駆動するときと同様の利点があ
る。電機子コイルACへの通電により形成される磁界の
影響をほとんど受けずに界磁マグネットFMが形成する
磁界の検出を行うことができる。したがって、それだけ
精度よくリニアモータLM1を駆動することができる。
As described above, even when the linear motor LM1 is linearly driven by the drive control device 4B, there is an advantage similar to that when the linear motor LM1 is pulse-driven by the drive control device 4A. The magnetic field formed by the field magnet FM can be detected almost without being affected by the magnetic field formed by energizing the armature coil AC. Therefore, the linear motor LM1 can be driven with higher accuracy.

【0107】また、界磁マグネットFMの磁極の幅にば
らつきがあっても、従来よりトルクリップルを抑制して
精度よくリニアモータLM1を駆動することができる。 (6) メモリ46に界磁マグネットの磁界の大きさを
示すデータを記憶させておく場合、メモリ46に記憶さ
れていない位置での界磁マグネット情報を、メモリ46
に記憶されているその前後の位置での界磁マグネット情
報から補間して求めることができる。このような補間を
するときには、メモリ46に記憶するデータ数を減らす
ことができる。例えば、メモリ46には、エンコーダカ
ウント値が10・J(Jは、整数)の各位置での界磁マ
グネット情報を記憶させてもよい。それだけメモリ46
としては、記憶容量の小さいものを採用できる。
Further, even if the width of the magnetic pole of the field magnet FM varies, the torque ripple can be suppressed and the linear motor LM1 can be driven more accurately than before. (6) When data indicating the magnitude of the magnetic field of the field magnet is stored in the memory 46, the field magnet information at a position not stored in the memory 46 is stored in the memory 46.
Can be obtained by interpolation from the field magnet information at the positions before and after that stored in the. When performing such interpolation, the number of data stored in the memory 46 can be reduced. For example, the memory 46 may store field magnet information at each position where the encoder count value is 10 · J (J is an integer). That much memory 46
A small storage capacity can be used.

【0108】ガイド軸長手方向における各位置での界磁
マグネットFMが形成する磁界の大きさの一部を補間に
より求めるときには、得られるガイド軸長手方向におけ
る磁界分布は滑らかなものとなる。ホール素子等の磁気
センサで磁界を検出するときには、得られるガイド軸長
手方向における磁界分布は、ノイズの影響などによって
細かな振動のあるものとなってしまうので、磁界の大き
さの一部を補間により求めてリニア駆動する場合には、
それだけ精度よくリニアモータを駆動することができ
る。D/Aコンバータの出力信号にスムージング(フィ
ルタリング)をかけて、得られる磁界分布を滑らかにし
てもよい。
When a part of the magnitude of the magnetic field formed by the field magnet FM at each position in the longitudinal direction of the guide shaft is obtained by interpolation, the obtained magnetic field distribution in the longitudinal direction of the guide shaft becomes smooth. When detecting a magnetic field with a magnetic sensor such as a Hall element, the resulting magnetic field distribution in the longitudinal direction of the guide shaft may have small vibrations due to the effects of noise, etc. In the case of linear drive calculated by
Thus, the linear motor can be driven with high accuracy. The output signal of the D / A converter may be subjected to smoothing (filtering) to smooth the obtained magnetic field distribution.

【0109】パルス駆動するときには、図16に示すよ
うにメモリから読みだした界磁マグネット情報を示す出
力信号に、磁極の切り替わり位置が強調されるようなフ
ィルタリングをかけて、磁極の切り替わり位置を判定し
てもよい。このようにすれば、メモリに記憶させておい
た磁界の大きさを示すデータの分解能が粗くても、精度
よく磁極の切り替わり位置を検出することができる。 (7) 図17に本発明に係るリニアモータLM3の概
略側面図を示す。
At the time of pulse driving, as shown in FIG. 16, the output signal indicating the field magnet information read from the memory is filtered so that the switching position of the magnetic pole is emphasized, and the switching position of the magnetic pole is determined. May be. In this way, the switching position of the magnetic pole can be detected with high accuracy even when the resolution of the data indicating the magnitude of the magnetic field stored in the memory is low. (7) FIG. 17 shows a schematic side view of the linear motor LM3 according to the present invention.

【0110】リニアモータLM3は、所定方向に直線的
に延びるガイド軸1を備えている。ガイド軸1は磁性材
料からなり、後述するようにして着磁されている。ガイ
ド軸1は本例ではMn−Alからなる。ガイド軸1は、
N極の磁極とS極の磁極が交互にガイド軸長手方向に並
ぶように着磁されており、これによりガイド軸1には界
磁マグネットFMが形成されている。ガイド軸1は、界
磁マグネットFMの一磁極幅がMW となるように着磁さ
れている。
The linear motor LM3 has a guide shaft 1 extending linearly in a predetermined direction. The guide shaft 1 is made of a magnetic material and is magnetized as described later. The guide shaft 1 is made of Mn-Al in this example. The guide shaft 1 is
N-poles and S-poles are magnetized so as to be alternately arranged in the longitudinal direction of the guide shaft, whereby a field magnet FM is formed on the guide shaft 1. The guide shaft 1 is magnetized such that one magnetic pole width of the field magnet FM is M W.

【0111】界磁マグネットFMが形成されたガイド軸
1はリニアモータLM1の固定子LMsを構成してい
る。固定子LMsには、ガイド軸1に沿って往復移動さ
せる可動子LMmが外嵌している。可動子LMmは、電
機子コイルAC、ヨーク31及び軸受け321、322
を有しており、固定子LMs(ガイド軸1)に沿って往
復移動できる。電機子コイルACは、前述のリニアモー
タLM1の電機子コイルと同じ構造、構成のU、V及び
W相の3つのコイルを1組とするコイル群、3組からな
る。
The guide shaft 1 on which the field magnet FM is formed constitutes a stator LMs of the linear motor LM1. A movable element LMm that reciprocates along the guide shaft 1 is fitted to the stator LMs. The mover LMm includes an armature coil AC, a yoke 31, and bearings 321 and 322.
And can reciprocate along the stator LMs (guide shaft 1). The armature coil AC is composed of three coil groups each including three coils of the U, V, and W phases having the same structure and configuration as the above-described armature coil of the linear motor LM1.

【0112】リニアモータLM3は、ガイド軸1(固定
子LMs)と平行に配置されたマグネットスケールMS
を有している。マグネットスケールMSはガイド軸長手
方向に延びている。マグネットスケールMSは、本例に
おいては磁性材料からなる板状のマグネットスケール基
体MSbに着磁することで形成されている。マグネット
スケール基体MSbは、ガイド軸1(界磁マグネット基
体)と同じ長さである。スケール基体MSbは、本例で
はガイド軸1と同じMn−Alからなる。マグネットス
ケールMSは、N極の磁極とS極の磁極が交互に並んだ
ものである。マグネットスケールMSの各N極は、それ
ぞれ界磁マグネットの各N極と対向している。また、マ
グネットスケールMSの各S極は、それぞれ界磁マグネ
ットの各S極と対向している。
The linear motor LM3 is a magnet scale MS arranged in parallel with the guide shaft 1 (stator LMs).
have. The magnet scale MS extends in the longitudinal direction of the guide shaft. In this example, the magnet scale MS is formed by magnetizing a plate-shaped magnet scale base MSb made of a magnetic material. The magnet scale base MSb has the same length as the guide shaft 1 (field magnet base). The scale base MSb is made of the same Mn-Al as the guide shaft 1 in this example. The magnet scale MS has N magnetic poles and S magnetic poles arranged alternately. Each N pole of the magnet scale MS faces each N pole of the field magnet. Each S pole of the magnet scale MS faces each S pole of the field magnet.

【0113】マグネットスケールMSは、前述の図4に
示す着磁装置を用いて、スケール基体MSbを次のよう
にガイド軸1(界磁マグネット基体)と同時に着磁する
ことで形成されたものである。図18(A)及び(B)
に示すように、ガイド軸1(界磁マグネット基体)及び
マグネットスケール基体MSbは、パイプ81の中空内
部に配置して着磁する。ガイド軸1とマグネットスケー
ル基体MSbは、互いに平行に、近接又は接触させてパ
イプ81内部に配置する。ガイド軸1及びマグネットス
ケール基体MSbをこのようにパイプ81内に配置した
後、着磁用コイル821、822、823、824、・
・・それぞれに、隣合うコイルとは逆向きの電流が流れ
るように高電圧をかけて通電することで、ガイド軸1に
界磁マグネットFMを形成することができる。また、マ
グネットスケール基体MSbに、マグネットスケールM
Sを形成することができる。
The magnet scale MS is formed by magnetizing the scale base MSb simultaneously with the guide shaft 1 (field magnet base) using the magnetizing device shown in FIG. is there. FIG. 18 (A) and (B)
As shown in (1), the guide shaft 1 (field magnet base) and the magnet scale base MSb are arranged inside the hollow of the pipe 81 and magnetized. The guide shaft 1 and the magnet scale base MSb are arranged inside the pipe 81 in parallel with, close to or in contact with each other. After arranging the guide shaft 1 and the magnet scale base MSb in the pipe 81 in this manner, the magnetizing coils 821, 822, 823, 824,.
By applying a high voltage so that a current flows in a direction opposite to that of the adjacent coil, a field magnet FM can be formed on the guide shaft 1. Also, the magnet scale M
S can be formed.

【0114】マグネットスケール基体MSbと界磁マグ
ネット基体(ガイド軸1)の着磁は、次のように行って
もよい。マグネットスケール基体MSbにシール材を貼
付しておき、着磁の際にはそのシール材を利用してマグ
ネットスケール基体MSbを界磁マグネット基体(ガイ
ド軸1)に貼り付けて(仮り付けして)、この状態で上
記と同様に着磁してもよい。着磁が終わった後には、マ
グネットスケール基体MSbと界磁マグネットが形成さ
れたガイド軸1を分離し、マグネットスケールMSが形
成されたスケール基体MSbをシール材を利用して、装
置フレームなどの所定位置に貼りつけてもよい。それだ
け、マグネットスケールMSの配置が容易になる。
The magnetization of the magnet scale base MSb and the field magnet base (guide shaft 1) may be performed as follows. A sealing material is pasted on the magnet scale substrate MSb, and at the time of magnetization, the magnet scale substrate MSb is pasted (temporarily attached) to the field magnet substrate (guide shaft 1) using the sealing material. In this state, magnetization may be performed in the same manner as described above. After the magnetization is completed, the magnet scale base MSb and the guide shaft 1 on which the field magnet is formed are separated, and the scale base MSb on which the magnet scale MS is formed is separated from the guide base 1 using a sealing material to a predetermined position such as an apparatus frame. It may be attached to the position. As a result, the arrangement of the magnet scale MS becomes easier.

【0115】マグネットスケール基体MSbとガイド軸
1(界磁マグネット基体)を同じ着磁装置を用いて同時
に着磁したため、マグネットスケールMSが形成するガ
イド軸長手方向の各位置での磁界(大きさ及び向き)
は、図19に示すように界磁マグネットFMが形成する
ガイド軸長手方向の各位置での磁界に比例する。したが
って、マグネットスケールMSが形成する磁界の大きさ
が0の位置、換言すれば、マグネットスケールMSが形
成する磁界の磁極の切り替わり位置は、界磁マグネット
が形成する磁界の磁極の対応する切り替わり位置と、ガ
イド軸長手方向において同じ位置になる。すなわち、マ
グネットスケールMSの各磁極の幅は、界磁マグネット
FMの対応する磁極の幅と同じになる。したがって、着
磁用コイルの幅の誤差などによって、界磁マグネットF
Mの各磁極の幅が所定幅MW に対してばらついていて
も、界磁マグネットFMの磁極に対向するマグネットス
ケールMSの磁極の幅を界磁マグネットFMのその磁極
の幅と同じにすることができる。
Since the magnet scale base MSb and the guide shaft 1 (field magnet base) were simultaneously magnetized using the same magnetizing device, the magnetic field (magnitude and magnitude) at each position in the longitudinal direction of the guide shaft formed by the magnet scale MS was determined. direction)
Is proportional to the magnetic field at each position in the longitudinal direction of the guide shaft formed by the field magnet FM as shown in FIG. Accordingly, the position where the magnitude of the magnetic field formed by the magnet scale MS is 0, in other words, the switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the magnet scale MS is the same as the switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet. At the same position in the longitudinal direction of the guide shaft. That is, the width of each magnetic pole of the magnet scale MS is the same as the width of the corresponding magnetic pole of the field magnet FM. Therefore, the field magnet F may be changed due to an error in the width of the magnetizing coil.
The width of each magnetic pole of M is not varied for a given width M W, to the width of the magnetic poles of the magnet scale MS opposing the magnetic poles of the field magnet FM equal to the width of the magnetic poles of the field magnet FM Can be.

【0116】リニアモータLM3においては、可動子L
Mm上に前記リニアモータLM1において述べた位置P
1 、P2 、P3 の各位置にそれぞれ磁気センサとしてホ
ール素子h1 、h2 、h3 が配置されている。すなわ
ち、ホール素子h1 は、コイルLU1のガイド軸長手方向
における中心位置から図17中左方向にMW /6ずれた
位置に配置されている。ホール素子h2 は、コイルLV1
のガイド軸長手方向における中心位置から図17中左方
向にMW /6ずれた位置に配置されている。ホール素子
3 は、コイルLW1のガイド軸長手方向における中心位
置から図17中左方向にMW /6ずれた位置に配置され
ている。これらホール素子h1 、h2 、h 3 は、それぞ
れ可動子ヨーク31の外周面に配置されており、マグネ
ットスケールMSに臨んでいる。
In the linear motor LM3, the mover L
Mm, the position P described in the linear motor LM1.
1, PTwo, PThreeAt each position as a magnetic sensor
Element h1, HTwo, HThreeIs arranged. Sand
And the Hall element h1Is the coil LU1Guide shaft longitudinal direction
From the center position in FIG. 17 to the left in FIG.W/ 6 shifted
Is located in the position. Hall element hTwoIs the coil LV1
17 from the center position in the longitudinal direction of the guide shaft to the left in FIG.
Toward MW/ 6. Hall element
hThreeIs the coil LW1Center position in the longitudinal direction of the guide shaft
From the position to the left in FIG.W/ 6
ing. These Hall elements h1, HTwo, H ThreeEach
And is arranged on the outer peripheral surface of the mover yoke 31.
We are facing a multi-scale MS.

【0117】リニアモータLM3も、リニアモータLM
1と同様に、エンコーダチャートEc及びエンコーダセ
ンサESa、ESbを含むリニアエンコーダを備えてい
る。リニアモータLM3を駆動制御する本発明に係る駆
動制御装置4Cの概略ブロック図を図20に示す。リニ
アモータLM3及び駆動制御装置4Cにより本発明に係
るリニアモータ駆動装置が提供される。
The linear motor LM3 is also a linear motor LM.
As in the first embodiment, a linear encoder including an encoder chart Ec and encoder sensors ESa and ESb is provided. FIG. 20 is a schematic block diagram of a drive control device 4C according to the present invention that drives and controls the linear motor LM3. The linear motor drive device according to the present invention is provided by the linear motor LM3 and the drive control device 4C.

【0118】駆動制御装置4Cは、図3に示す駆動制御
装置4Aと同様に、リニアモータLM3をパルス駆動す
ることができる。駆動制御装置4Cは、駆動制御装置4
Aのエンコーダカウンタ44、磁極検出部45及びメモ
リ46をホール素子h1 、h2 、h3 に置き換えたもの
である。他の部分については、駆動制御装置4Cと4A
は実質的に同じものである。
The drive control device 4C can pulse drive the linear motor LM3, similarly to the drive control device 4A shown in FIG. The drive control device 4C includes the drive control device 4C.
Encoder counter 44 A, is obtained by replacing the magnetic pole detection unit 45 and the memory 46 to the Hall element h 1, h 2, h 3 . For other parts, the drive control devices 4C and 4A
Are substantially the same.

【0119】駆動制御装置4Aにおいてエンコーダカウ
ンタ44、磁極検出部45及びメモリ46などによって
検出していた可動子LMm上のP1 、P2 、P3 の各位
置の界磁マグネット情報は、駆動制御装置4Cにおいて
はこれら各位置に配置されたホール素子h1 、h2 、h
3 によって検出される。ホール素子h1 、h2 、h3
臨むマグネットスケールMSが形成する磁界は、前述の
ように界磁マグネットFMが形成する磁界に比例するた
め、これらホール素子によって可動子LMm上の前記P
1 〜P3 の各位置での界磁マグネットFMが形成する磁
界の磁極の極性(磁界の向き)を検出することができ
る。
The field magnet information at each position of P 1 , P 2 , and P 3 on the mover LMm detected by the encoder counter 44, the magnetic pole detection unit 45, the memory 46, and the like in the drive control unit 4A is based on the drive control. In the device 4C, the Hall elements h 1 , h 2 , h arranged at these respective positions
Detected by three . The magnetic field formed by the magnet scale MS facing the Hall elements h 1 , h 2 and h 3 is proportional to the magnetic field formed by the field magnet FM as described above.
It is possible to detect 1 to P 3 of the polarity of the magnetic field poles field magnet FM forms at each position (direction of the magnetic field).

【0120】ホール素子h1 、h2 、h3 が検出した界
磁マグネット情報は、通電制御部47に入力される。駆
動制御装置4Cにおいても、駆動制御装置4Aと同様に
リニアモータLM3をPLL制御して、可動子LMmが
目標速度で移動するように駆動することができる。リニ
アモータLM3の可動子LMmは、可動子上の位置
1 、P2 、P3 にそれぞれ配置されたホール素子
1 、h2 、h3 が検出する界磁マグネット情報に基づ
き、前述の図7に示すタイミングと同様のタイミングで
各コイルに通電することで、図17中右方向に駆動する
ことができる。可動子LMmを図17中左方向に駆動す
るときには、ホール素子h1 、h2 、h3 が検出する界
磁マグネット情報に基づき、前述の図8に示すタイミン
グと同様のタイミングで各コイルに通電してもよい。ホ
ール素子h1 が検出する磁極の極性を反転すれば、ほぼ
可動子上の位置P4 での磁極の極性となる。或いは、可
動子上の位置P4 に、マグネットスケールMSに臨むよ
うにホール素子h4 を配置して、ホール素子h2
3、h4 が検出する磁極に基づき、図8に示すタイミ
ングと同様のタイミングで各コイルに通電して、可動子
LMmを左方向に駆動してもよい。
The field magnet information detected by the Hall elements h 1 , h 2 , h 3 is input to the energization control unit 47. Also in the drive control device 4C, similarly to the drive control device 4A, the linear motor LM3 can be PLL-controlled to drive the mover LMm to move at the target speed. Mover LMm linear motors LM3, based on the field magnet information position on the mover P 1, P 2, Hall elements h 1 which are disposed in P 3, h 2, h 3 is detected, the above-described FIG. By energizing each coil at the same timing as the timing shown in FIG. 7, it is possible to drive in the right direction in FIG. When the mover LMm is driven to the left in FIG. 17, the coils are energized at the same timing as that shown in FIG. 8 based on the field magnet information detected by the Hall elements h 1 , h 2 , and h 3 . May be. If reversing the polarity of the magnetic poles detected by the Hall elements h 1, the polarity of the magnetic pole at the position P 4 on substantially the mover. Alternatively, the position P 4 on the movable piece, by placing a Hall element h 4 so as to face the magnetic scale MS, Hall element h 2,
Based on the magnetic poles detected by h 3 and h 4 , the coils may be energized at the same timing as that shown in FIG. 8 to drive the mover LMm to the left.

【0121】界磁マグネット情報を検出するためのホー
ル素子h1 、h2 、h3 と電機子コイルACの間には、
強磁性体材料からなるヨーク31が配置されているた
め、電機子コイルACへの通電により形成される磁界の
これらホール素子への作用を抑制することができる。ヨ
ーク31は、リニアモータLM3においては、電機子コ
イルACが形成する磁界のホール素子への作用を防止す
るための、磁気シールド部材の機能も果たしている。し
たがって、これらホール素子によって、それだけ正確に
各コイルへの通電タイミングを検出することができ、そ
れだけ精度よくリニアモータLM3を駆動することがで
きる。また、これらホール素子は、マグネットスケール
MSに近接配置されているため、これらホール素子はそ
れだけ正確に界磁マグネット情報を検出することができ
る。
Between the Hall elements h 1 , h 2 , h 3 for detecting field magnet information and the armature coil AC,
Since the yoke 31 made of a ferromagnetic material is provided, it is possible to suppress the effect of the magnetic field formed by energizing the armature coil AC on these Hall elements. In the linear motor LM3, the yoke 31 also functions as a magnetic shield member for preventing the magnetic field formed by the armature coil AC from acting on the Hall element. Therefore, it is possible to accurately detect the energization timing of each coil by these Hall elements, and to drive the linear motor LM3 with high accuracy. Further, since these Hall elements are arranged close to the magnet scale MS, these Hall elements can detect field magnet information more accurately.

【0122】マグネットスケールMSは、界磁マグネッ
トFMの磁極幅にばらつきがあっても、前述のように界
磁マグネットFMの各磁極幅のばらつきが同じ磁界を形
成するので、リニアモータLM1を駆動制御装置4Aで
駆動制御するときと同様に、リニアモータLM3及び駆
動制御装置4Cを含むリニアモータ駆動装置において
も、従来より精度よく各コイルへの通電タイミングを検
出でき、従来より不正通電の割合を減らすことができ
る。それだけ推力変動を抑制できる。
The magnet scale MS controls the driving of the linear motor LM1 even if the magnetic pole widths of the field magnet FM vary, as described above, because the magnetic poles of the field magnet FM have the same variation. Similarly to the case where the drive control is performed by the device 4A, in the linear motor drive device including the linear motor LM3 and the drive control device 4C, the energization timing to each coil can be detected with higher accuracy than in the past, and the rate of improper energization is reduced as compared with the conventional case. be able to. The thrust fluctuation can be suppressed accordingly.

【0123】マグネットスケールを形成するためのマグ
ネットスケール基体には、例えば音楽を記録するためな
どの磁気テープのような磁気記録材料を用いてもよい。
マグネットスケール基体として磁気記録材料を用いると
きには、界磁マグネットFMが形成されたガイド軸1に
磁気記録材料を接触又は近接させるだけで、その磁気記
録材料にマグネットスケールを形成することができる。
磁気記録材料には界磁マグネットFMの磁界が写しとら
れるため、その磁気記録材料に形成されたマグネットス
ケールが形成する磁界も、ガイド軸長手方向の各位置に
おいて、界磁マグネットFMが形成する磁界に比例す
る。このように磁気記録材料を利用すると、着磁装置を
用いて界磁マグネット基体と同時にマグネットスケール
基体を着磁する必要がなく、それだけ容易にマグネット
スケールを形成することができる。 (8) 図21に本発明に係るリニアモータLM4の概
略側面図を示す。リニアモータLM4を駆動制御する本
発明に係る駆動制御装置4Dの概略ブロック図を図22
に示す。リニアモータLM4と駆動制御装置4Dで、本
発明に係るリニアモータ駆動装置が提供される。
For the magnet scale base for forming the magnet scale, a magnetic recording material such as a magnetic tape for recording music, for example, may be used.
When a magnetic recording material is used as the magnet scale substrate, a magnet scale can be formed on the magnetic recording material only by bringing the magnetic recording material into contact with or near the guide shaft 1 on which the field magnet FM is formed.
Since the magnetic field of the field magnet FM is copied to the magnetic recording material, the magnetic field formed by the magnet scale formed on the magnetic recording material also changes at each position in the longitudinal direction of the guide shaft. Is proportional to When the magnetic recording material is used in this manner, it is not necessary to magnetize the magnet scale base simultaneously with the field magnet base using a magnetizing device, and the magnet scale can be formed more easily. (8) FIG. 21 shows a schematic side view of the linear motor LM4 according to the present invention. FIG. 22 is a schematic block diagram of a drive control device 4D according to the present invention for controlling the drive of the linear motor LM4.
Shown in The linear motor LM4 and the drive control device 4D provide a linear motor drive device according to the present invention.

【0124】リニアモータLM4は、次に述べる位置に
三つのホール素子を配置したことを除けば、図1に示す
リニアモータLM1と実質的に同じものである。リニア
モータLM4においては、可動子LMm上の前記リニア
モータLM1において述べた位置P1 、P2 、P3 の各
位置にホール素子h1 、h2 、h3 が配置されている。
すなわち、ホール素子h1 は、コイルLU1のガイド軸長
手方向における中心位置から図21中左方向にMW /6
ずれた位置に配置されている。ホール素子h2 は、コイ
ルLV1のガイド軸長手方向における中心位置から図21
中左方向にMW /6ずれた位置に配置されている。ホー
ル素子h3 は、コイルLW1のガイド軸長手方向における
中心位置から図21中左方向にMW /6ずれた位置に配
置されている。これらホール素子h1 、h2 、h3 は、
電機子コイルACの外周面に配置されており、それぞれ
界磁マグネットFMに臨んでいる。
The linear motor LM4 is substantially the same as the linear motor LM1 shown in FIG. 1 except that three Hall elements are arranged at the following positions. In the linear motor LM4 are Hall elements h 1 to the position of the position P 1, P 2, P 3 mentioned in the linear motor LM1 on the mover LMM, h 2, h 3 are arranged.
That is, the Hall element h 1 is, M W / 6 from the central position to the left in FIG. 21 in the guide shaft longitudinal direction of the coil L U1
It is located at a shifted position. Hall element h 2 is a view from the center position in the guide shaft longitudinal direction of the coil L V1 21
It is arranged at a position shifted by M W / 6 in the middle left direction. Hall element h 3 is disposed at a position shifted M W / 6 from the central position in the guide shaft longitudinal direction of the coil L W1 to the left in FIG. These Hall elements h 1 , h 2 , h 3 are:
It is arranged on the outer peripheral surface of the armature coil AC, and faces the field magnet FM.

【0125】駆動制御装置4Dは、リニアモータLM4
をパルス駆動する。駆動制御装置4Dは、図3に示す駆
動制御装置4Aの磁極検出部45及びメモリ46を、ホ
ール素子h1 、h2 、h3 及び磁極補正部51に置き換
えたものである。他の部分については、駆動制御装置4
Dと4Aは実質的に同じものである。
The drive control device 4D includes a linear motor LM4
Is pulsed. Drive control unit 4D is for the magnetic pole detection unit 45 and the memory 46 of the drive control device 4A shown in FIG. 3, replaced with Hall elements h 1, h 2, h 3 and the magnetic pole correction unit 51. For other parts, the drive control device 4
D and 4A are substantially the same.

【0126】駆動制御装置4Aにおいてエンコーダカウ
ンタ44、磁極検出部45及びメモリ46などによって
検出していた可動子LMm上のP1 、P2 、P3 の各位
置の界磁マグネット情報は、駆動制御装置4Dにおいて
はこれら各位置に配置されたホール素子h1 、h2 、h
3 、エンコーダカウンタ44及び磁極補正部51などに
よって次のようにして検出される。
The field magnet information at each of the positions P 1 , P 2 , and P 3 on the mover LMm detected by the encoder counter 44, the magnetic pole detection unit 45, the memory 46, and the like in the drive control unit 4A is based on the drive control. In the device 4D, the Hall elements h 1 , h 2 , h arranged at each of these positions
3 , detected by the encoder counter 44 and the magnetic pole correction unit 51 as follows.

【0127】従来技術の説明の中でも述べたように、電
機子コイルACに通電して、可動子LMmを移動させる
ときには、可動子LMm上のP1 、P2 、P3 の各位置
に配置されたホール素子h1 、h2 、h3 が検出する界
磁マグネットFMの磁界は、電機子コイルACが形成す
る磁界によって図23に示すように歪んでしまう。電機
子コイルACの形成磁界によって、ホール素子は、界磁
マグネットFMが形成する磁界の正確な磁極の切り替わ
り位置を検出することができない。したがって、ホール
素子h1 、h2 、h3 の検出した磁界信号からでは、各
コイルの通電タイミングを正しく検出することができ
ず、これらホール素子の検出信号をそのまま通電制御部
47に入力したのでは、推力リップルが大きくなってし
まう。
As described in the description of the prior art, when the armature coil AC is energized to move the mover LMm, the mover LMm is disposed at each of the positions P 1 , P 2 , and P 3 on the mover LMm. The magnetic field of the field magnet FM detected by the Hall elements h 1 , h 2 and h 3 is distorted by the magnetic field formed by the armature coil AC as shown in FIG. Due to the magnetic field formed by the armature coil AC, the Hall element cannot detect the accurate switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet FM. Therefore, from the magnetic field signals detected by the Hall elements h 1 , h 2 , h 3 , the energization timing of each coil cannot be correctly detected, and the detection signals of these Hall elements were directly input to the energization control unit 47. Then, the thrust ripple becomes large.

【0128】そこで、駆動制御装置4Dにおいては、磁
極補正部51がホール素子h1 、h 2 、h3 の検出磁界
をそれぞれエンコーダを利用して次のように補正して、
その補正された信号を可動子LMm上のP1 、P2 、P
3 の各位置での界磁マグネットが形成する磁界を示す界
磁マグネット情報として、通電制御部47に入力する。
Therefore, in the drive control device 4D, the magnetic
The pole corrector 51 is a Hall element h1, H Two, HThreeDetection magnetic field
Are corrected using the encoders as follows.
The corrected signal is referred to as P on the mover LMm.1, PTwo, P
ThreeField indicating the magnetic field formed by the field magnet at each position
The information is input to the power supply controller 47 as magnetic magnet information.

【0129】図23に示すように、ホール素子h1 が検
出する磁極の切り替わり位置は、可動子上の位置P1
の界磁マグネットFMが形成する磁界の実際の磁極の切
り替わり位置から、可動子LMmが駆動方向に距離DEC
進んだ位置で検出される。これは、可動子LMmを図2
1中左右いずれの方向に駆動するときでも同じである。
可動子上の位置P1 での界磁マグネットFMの実際の磁
極切り替わり位置と、ホール素子h1 が検出する磁極の
切り替わり位置の間の距離DECは、コイル通電量などに
よって決まる。コイル通電量が一定であれば、可動子上
の位置P1 での界磁マグネットFMの磁極の切り替わり
位置と、ホール素子h1 が検出する対応する磁極の切り
替わり位置との距離DECは一定となる。
As shown in FIG. 23, the switching position of the magnetic pole detected by the Hall element h 1 is shifted from the actual switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet FM at the position P 1 on the mover. The child LMm is a distance D EC in the driving direction.
Detected at advanced position. This is shown in FIG.
The same applies when driving in either the left or right direction during one.
Distance D EC between the actual magnetic pole switching position of the field magnet FM, switching of the magnetic poles detected by the Hall element h 1 position at the position P 1 on the movable element is determined by such coil energization amount. If the coil current amount is constant, the distance D EC of the switching position of the field magnet FM magnetic pole at the position P 1 on the movable element, the switching position of the corresponding magnetic pole detected by the Hall element h 1 is a constant Become.

【0130】したがって、界磁マグネットFMの磁極幅
がMW であれば、ホール素子h1 が検出した磁極切り替
わり位置から可動子LMmが(MW −DEC)進んだ位置
が、可動子上の位置P1 での界磁マグネットFMが形成
する磁界の次の磁極の切り替わり位置となる。同様に、
ホール素子h2 が検出した磁極切り替わり位置から可動
子LMmが(MW −DEC)進んだ位置が、可動子上の位
置P2 での界磁マグネットFMが形成する磁界の次の磁
極の切り替わり位置となる。ホール素子h3 が検出した
磁極切り替わり位置から可動子LMmが(MW −DEC
進んだ位置が、可動子上の位置P3 での界磁マグネット
FMが形成する磁界の次の磁極の切り替わり位置とな
る。
Therefore, if the magnetic pole width of the field magnet FM is M W , the position where the mover LMm has advanced (M W -D EC ) from the magnetic pole switching position detected by the Hall element h 1 is the position above the mover. the switching position of the next pole of the magnetic field field magnet FM forms at the position P 1. Similarly,
Mover LMm from the magnetic pole switching position Hall element h 2 is detected (M W -D EC) advanced position, switches the next pole of the magnetic field field magnet FM at the position P 2 on the movable element is formed Position. Mover LMm from the magnetic pole switching position of Hall element h 3 was detected (M W -D EC)
Advanced position, the switching position of the next pole of the magnetic field field magnet FM forms at the position P 3 on the movable element.

【0131】磁極補正部51においては、エンコーダカ
ウンタ44から入力されるエンコーダカウント値を利用
して、ホール素子h1 が検出した磁極切り替わり位置か
ら、可動子LMmが距離(MW −DEC)に対応するエン
コーダカウント数進んだところで、ホール素子h1 が検
出した磁極の切り替わりと逆に磁極を切り替える。逆に
磁極を切り替えるとは、例えばホール素子h1 がN極か
らS極への磁極の切り替わりを検出したときには、S極
からN極に磁極を切り替えることをいう。このようにホ
ール素子h1 の検出信号を補正した信号を、可動子上の
位置P1 での界磁マグネット情報として、通電制御部4
7に入力する。同様に、ホール素子h2の検出信号を補
正した信号を、可動子上の位置P2 での界磁マグネット
情報として、通電制御部47に入力する。ホール素子h
3 の検出信号を補正した信号を、可動子上の位置P3
の界磁マグネット情報として、通電制御部47に入力す
る。
[0131] In magnetic pole correction unit 51 utilizes the encoder count value input from the encoder counter 44, a magnetic pole switching position detected Hall elements h 1, armature LMm is a distance (M W -D EC) When the advanced corresponding number of encoder counts, switching the magnetic poles on switching the opposite pole of the Hall element h 1 has detected. The switch the magnetic poles reversed, for example, when the Hall element h 1 detects the switching of the pole to the S pole from N-pole refers to switching the magnetic poles from the S pole to the N pole. The signal obtained by correcting the detection signal of the Hall element h 1 in this manner is used as field magnet information at the position P 1 on the mover as the energization control unit 4.
Enter 7 Similarly, the corrected signal detection signal of the Hall element h 2, as the field magnet information at the position P 2 on the movable element, is input to the power supply controller 47. Hall element h
The corrected signal 3 of the detection signal, as the field magnet information at the position P 3 on the movable piece, and inputs to the power supply controller 47.

【0132】通電制御部47では、磁極補正部51から
入力される位置P1 、P2 、P3 の各位置での界磁マグ
ネット情報に基づき、各コイルの通電タイミングを検出
して、各コイルに前述と同様に通電する。前述の図7に
示すタイミングと同様のタイミングで各コイルに通電す
ることで、可動子LMmを図21中右方向に駆動するこ
とができる。可動子LMmを図21中左方向に駆動する
ときには、磁極補正部51から入力される位置P1 、P
2 、P3 の各位置での界磁マグネット情報に基づき、前
述の図8に示すタイミングと同様のタイミングで各コイ
ルに通電してもよい。磁極補正部51から入力される位
置P1 での磁極の極性を反転すれば、ほぼ可動子上の位
置P4 での磁極の極性となる。或いは、可動子上の位置
4 にさらにホール素子h4 を配置して、ホール素子h
2 、h3 、h4 が検出する磁極の極性に基づき、磁極補
正部51において前述と同様の補正を行って、位置
2 、P3 、P4 の各位置での磁極を検出し、図8に示
すタイミングと同様のタイミングで各コイルに通電し
て、可動子LMmを左方向に駆動してもよい。
The energization control unit 47 detects the energization timing of each coil based on the field magnet information at each of the positions P 1 , P 2 , and P 3 input from the magnetic pole correction unit 51, and Is energized as described above. By energizing each coil at the same timing as the timing shown in FIG. 7, the mover LMm can be driven rightward in FIG. When the mover LMm is driven to the left in FIG. 21, the positions P 1 , P
Based on the field magnet information at each position of the 2, P 3, may be energized to each coil at the same timing as the timing shown in Figure 8 above. If reversing the polarity of the magnetic pole at the position P 1 that is input from the magnetic pole correction unit 51, the polarity of the magnetic pole at the position P 4 on substantially the mover. Alternatively, a Hall element h 4 is further arranged at the position P 4 on the mover, and the Hall element h 4
Based on the polarity of the magnetic pole 2, h 3, h 4 is detected by performing the same way as described above for correcting the magnetic pole correction unit 51 detects a magnetic pole at each position of the position P 2, P 3, P 4 , FIG. The coils may be energized at the same timing as that shown in FIG. 8 to drive the mover LMm to the left.

【0133】このようにホール素子の検出磁極を補正す
ることで、従来のように各ホール素子の検出信号基づ
き、何ら補正せずに通電タイミングを検出して各コイル
に通電する場合よりも、電機子コイルACが形成する磁
界の影響を抑制して、正確に通電タイミングを検出で
き、それだけ推力変動少なく可動子LMmを駆動するこ
とができる。
By correcting the detection magnetic poles of the Hall elements in this manner, the electric power supply timing is detected without any correction based on the detection signal of each Hall element and the electric current is supplied to each coil. The influence of the magnetic field formed by the child coil AC can be suppressed, the energization timing can be detected accurately, and the mover LMm can be driven with less thrust variation.

【0134】前述のように、界磁マグネットFMが形成
する磁界の実際の磁極切り替わり位置と、ホール素子が
検出する対応する磁極の切り替わり位置の間の距離DEC
は、コイル通電量によって変わる。距離DECは、コイル
通電量にほぼ比例して大きくなる。したがって、磁極補
正部51において、コイル通電量に基づき距離DECも変
えてやれば、さらに精度よく各コイルの通電タイミング
を検出することができる。コイル通電量を示す情報は、
例えば通電制御部47から得ることができる。電機子コ
イルACに対して、電流センサを設けて、電流センサか
ら通電量を示す情報を直接的に得てもよい。 (9)図21に示すリニアモータLM4は、図22に示
す駆動制御装置4Dを用いて次のようにパルス駆動する
こともできる。
As described above, the distance D EC between the actual magnetic pole switching position of the magnetic field formed by the field magnet FM and the corresponding magnetic pole switching position detected by the Hall element.
Varies with the amount of coil current. The distance D EC is increased substantially in proportion to the coil current amount. Therefore, if the magnetic pole correction unit 51 also changes the distance DEC based on the coil energization amount, the energization timing of each coil can be detected with higher accuracy. Information indicating the coil energization amount is
For example, it can be obtained from the power supply control unit 47. A current sensor may be provided for the armature coil AC, and information indicating the amount of current may be directly obtained from the current sensor. (9) The linear motor LM4 shown in FIG. 21 can be pulse-driven as follows using the drive control device 4D shown in FIG.

【0135】リニアモータLM4の可動子LMm上に
は、前述の位置P1 、P2 、P3 、P 4 の各位置にそれ
ぞれ、ホール素子h1 、h2 、h3 、h4 を配置してお
く。可動子LMmを図21中例えば右方向に駆動すると
きには、前述と同様に、位置P1 、P2 、P3 の各位置
での、界磁マグネットFMが形成する磁界の磁極に基づ
き、駆動制御装置4Dは、電機子コイルACの各コイル
への通電タイミングを検出して、各コイルにパルス通電
する。
On the mover LMm of the linear motor LM4
Is the position P1, PTwo, PThree, P FourIt in each position
Each is a Hall element h1, HTwo, HThree, HFourPlace
Good. When the mover LMm is driven, for example, rightward in FIG.
The position P1, PTwo, PThreeEach position
Based on the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet FM
The drive control device 4D is configured to control each coil of the armature coil AC.
Detects the timing of energization of the coil and applies a pulse to each coil
I do.

【0136】前記述べた例では、位置P1 、P2 、P3
の各位置での磁極の極性は、各位置に配置したホール素
子h1 、h2 、h3 の検出磁極を磁極補正部51にて補
正することで検出した。本例では、位置P1 、P2 、P
3 の各位置での磁極の極性は、各位置からそれぞれ駆動
方向(本例では、右方向)にMW /3進んだ位置に配置
されたホール素子h2 、h3 、h4 が検出する磁極を、
磁極補正部51によって次のように補正することで検出
する。
In the example described above, the positions P 1 , P 2 , P 3
Are detected by correcting the detected magnetic poles of the Hall elements h 1 , h 2 , and h 3 arranged at each position by the magnetic pole correction unit 51. In this example, the positions P 1 , P 2 , P
Polarity of the magnetic poles at each position of 3, each driving direction from the position (in this example, right direction) Hall element h 2 arranged in a position advanced M W / 3 in, h 3, h 4 is detected Magnetic poles,
It is detected by the magnetic pole correction unit 51 correcting as follows.

【0137】磁極補正部51は、位置P2 に配置された
ホール素子h2 の検出磁極を次のように補正すること
で、可動子上の位置P1 での界磁マグネットFMが形成
する磁界の磁極を検出する。補正の手法を図24を参照
して説明する。界磁マグネットFMの磁極を検出したい
位置P1 と、ホール素子h2 が配置された位置P2 の間
の距離DEAは、本例ではMW /3であるので、ホール素
子h2が位置P2 での界磁マグネットFMが形成する磁
界を正確に検出するのであれば、配置距離差DEA分だけ
位相のずれを補正すれば、位置P1 での磁極の極性を検
出することができる。
The magnetic pole correction unit 51 corrects the detection magnetic pole of the Hall element h 2 arranged at the position P 2 as follows, so that the magnetic field generated by the field magnet FM at the position P 1 on the mover is obtained. Is detected. The correction method will be described with reference to FIG. The position P 1 to be detected the magnetic poles of the field magnet FM, the distance D EA between position P 2 where the Hall element h 2 is disposed, so in this example is M W / 3, is a Hall element h 2 position if to accurately detect the magnetic field field magnet FM forms at P 2, by correcting the deviation of the placement distance difference D EA amount corresponding phase, it is possible to detect the polarity of the magnetic pole at the position P 1 .

【0138】ところが、電機子コイルACに通電して、
可動子LMmを図21中右方向に駆動するときには、ホ
ール素子h2 が配置された位置P2 での界磁マグネット
が形成する磁界の磁極の切り替わり位置から、ホール素
子h2 が検出する磁界の対応する磁極の切り替わり位置
は、距離DECだけ駆動方向(本例では、右方向)に進ん
だ位置になってしまう。
However, when the armature coil AC is energized,
When driving the mover LMm rightward in FIG. 21, the magnetic poles of the switching position of the magnetic field field magnet is formed at the position P 2 of the Hall element h 2 are disposed, the magnetic field detected by the Hall element h 2 switching position of the corresponding magnetic pole (in this example, right direction) distance D EC only driving direction becomes a position advanced to.

【0139】したがって、結局のところ、ホール素子h
2 が検出する磁極の切り替わり位置と、可動子上の位置
1 での界磁マグネットFMが形成する磁界の対応する
磁極の切り替わり位置の間の誤差距離DE は、DE =D
EA−DECとなる。ホール素子h2 が磁極の切り替わりを
検出した後に、位置P1 での対応する磁極が切り替わ
る。したがって、磁極補正部51は、ホール素子h2
磁極の切り替わりを検出してから、誤差距離DE =DEA
−DECだけ可動子LMmが駆動方向に進んだ位置で、ホ
ール素子h2 が検出した磁極の切り替わりと同じように
磁極を切り替える補正を行えば、位置P1 での界磁マグ
ネットFMの形成磁界を検出することができる。このよ
うな補正するときには、界磁マグネットFMの各磁極の
幅にばらつきがあっても、正確に位置P1 での磁極の極
性を検出することができる。
Therefore, after all, the Hall element h
The error distance D E between the switching position of the magnetic pole detected by 2 and the switching position of the corresponding magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet FM at the position P 1 on the mover is D E = D
The EA -D EC. After Hall element h 2 detects the switching of the magnetic poles, it switched corresponding magnetic pole at the position P 1. Therefore, the magnetic pole correction unit 51 sets the error distance D E = D EA after the Hall element h 2 detects the switching of the magnetic pole.
-D EC only position advanced to the movable element LMm driving direction, by performing a similar correction to switch the pole and switching of magnetic pole Hall element h 2 has detected the formation of the field magnet FM at position P 1 field Can be detected. When such to correct, even if there are variations in the width of each magnetic pole of the field magnet FM, you are possible to detect the polarity of the magnetic pole at exactly the position P 1.

【0140】ホール素子h3 、h4 の検出磁極も、それ
ぞれ磁極補正部51で同じように補正すれば、位置
2 、P3 の各位置での界磁マグネットFMの磁極の極
性を検出することができる。可動子LMmを図21中左
方向に駆動するときには、位置P1 、P2 、P3 の各位
置に配置されたホール素子h1 、h2 、h3 の検出磁極
を同じように補正して、位置P2 、P3 、P4 の各位置
での磁極を検出し、各コイルへの通電タイミングを検出
して、そのタイミングで各コイルに通電すればよい。 (10) 図25に本発明に係るリニアモータLM5の
概略側面図を示す。
If the detected magnetic poles of the Hall elements h 3 and h 4 are similarly corrected by the magnetic pole corrector 51, the polarities of the magnetic poles of the field magnet FM at the respective positions P 2 and P 3 are detected. be able to. When the mover LMm is driven to the left in FIG. 21, the detection magnetic poles of the Hall elements h 1 , h 2 and h 3 arranged at the positions P 1 , P 2 and P 3 are similarly corrected. The magnetic pole at each of the positions P 2 , P 3 , and P 4 may be detected, the energization timing for each coil may be detected, and the current may be energized to each coil. (10) FIG. 25 shows a schematic side view of the linear motor LM5 according to the present invention.

【0141】リニアモータLM5は、図21に示すリニ
アモータLM4の三つのホール素子h1 、h2 、h3
配置位置を代えたことを除けば、リニアモータLM4と
実質的に同じものである。リニアモータLM5も、前述
の図22に示す駆動制御装置4Dで、磁極補正部51で
の補正を次のように代えれば、パルス駆動することがで
きる。リニアモータLM5及び駆動制御装置4Dで本発
明に係るリニアモータ駆動装置が提供される。
The linear motor LM5 is substantially the same as the linear motor LM4, except that the positions of the three hall elements h 1 , h 2 and h 3 of the linear motor LM 4 shown in FIG. 21 are changed. . The linear motor LM5 can also be pulse-driven by using the drive control device 4D shown in FIG. 22 described above and changing the correction by the magnetic pole correction unit 51 as follows. The linear motor drive device according to the present invention is provided by the linear motor LM5 and the drive control device 4D.

【0142】リニアモータLM5においては、ホール素
子h1 は、コイルLU1のガイド軸長手方向における中心
位置に配置されている。ホール素子h2 は、コイルLV1
のガイド軸長手方向における中心位置に配置されてい
る。ホール素子h3 は、コイルLW1のガイド軸長手方向
における中心位置に配置されている。これらホール素子
は、界磁マグネットFMに臨んでいる。
[0142] In the linear motor LM5 the Hall element h 1 is arranged in a central position in the guide shaft longitudinal direction of the coil L U1. Hall element h 2, a coil L V1
Are arranged at the center position in the longitudinal direction of the guide shaft. Hall element h 3 is disposed at the center position in the guide shaft longitudinal direction of the coil L W1. These Hall elements face the field magnet FM.

【0143】ホール素子は検出できる磁界の向きに指向
性がある。そのホール素子が検出できる向きの磁界に直
交する向きの磁界については、ホール素子はほとんど検
出しない。ガイド軸1に形成された界磁マグネットFM
は、図26に示すようにガイド軸長手方向に垂直な断面
においては放射線状の磁界を形成する。各ホール素子
は、界磁マグネットFMが形成する磁界であって、図2
5において上下方向の向きの磁界を検出できるように配
置されている。各ホール素子は、電機子コイルに通電し
たときに、ガイド軸長手方向に電磁力を発生させる向き
の磁界を検出できるように配置されている。したがっ
て、各ホール素子によって、図25において左右方向の
向きの磁界についてはほとんど検出されない。コイルL
U1が通電により形成する磁界は、ホール素子h1 が配置
された位置においては、図25において左右方向の向き
の磁界であるので、ホール素子h1 はコイルLU1が通電
により形成する磁界の影響をほとんど受けずに、界磁マ
グネットFMが形成する磁界の向きを検出することがで
きる。
The Hall element has directivity in the direction of the magnetic field that can be detected. The Hall element hardly detects a magnetic field in a direction orthogonal to the magnetic field in a direction detectable by the Hall element. Field magnet FM formed on guide shaft 1
Forms a radial magnetic field in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the guide shaft as shown in FIG. Each of the Hall elements is a magnetic field formed by the field magnet FM.
5 so that the magnetic field in the vertical direction can be detected. Each Hall element is arranged so as to be able to detect a magnetic field in a direction that generates an electromagnetic force in the longitudinal direction of the guide shaft when the armature coil is energized. Accordingly, the magnetic field in the left-right direction in FIG. 25 is hardly detected by each Hall element. Coil L
Magnetic fields U1 is formed by energization, in the position where the Hall element h 1 is located, because it is the magnetic field in the horizontal direction of the orientation in FIG. 25, the Hall element h 1 is the influence of the magnetic field coil L U1 is formed by energization , The direction of the magnetic field formed by the field magnet FM can be detected.

【0144】ホール素子h1 の検出磁界は図27に示す
ようになり、前述の図23、図24のようには歪まな
い。また、ホール素子h1 が検出する磁界の磁極の切り
替わり位置は、ホール素子h1 が配置された位置での界
磁マグネットFMが形成する磁界の対応する磁極の切り
替わり位置と同じになる。したがって、リニアモータL
M5においては、可動子LMmを図25中右方向に駆動
するときには、可動子上の位置P1 での界磁マグネット
FMが形成する磁界の磁極の切り替わり位置と、ホール
素子h1 が検出する磁界の対応する磁極の切り替わり位
置との誤差距離DE は、位置P1 とホール素子h1 の配
置位置の距離DEA=MW /6となる。また、ホール素子
1 が磁極の切り替わりを検出した後に、位置P1 での
界磁マグネットFMが形成する磁界の対応する磁極が切
り替わる。
[0144] detection magnetic field of the Hall element h 1 is as shown in Figure 27, the aforementioned FIG. 23, not distorted as shown in FIG. 24. Also, switching position of the magnetic poles of the magnetic field detected by the Hall element h 1 is the same as the corresponding pole of the switching position of the magnetic field field magnet FM forms at the position where the Hall element h 1 is disposed. Therefore, the linear motor L
In M5, when driving the mover LMm rightward in FIG. 25, the switching position of the magnetic poles of the magnetic field field magnet FM at the position P 1 on the movable element is formed, the Hall element h 1 detects the magnetic field the error distance D E of the switching position of the corresponding magnetic poles, the distance D EA = M W / 6 of the arrangement positions of P 1 and Hall elements h 1. Further, after the Hall element h 1 detects the switching of the magnetic poles, it switched corresponding magnetic poles of the magnetic field formed by the field magnet FM at position P 1.

【0145】これらにより、磁極補正部51は、可動子
LMmを図25中右方向に駆動するときには、ホール素
子h1 が磁極の切り替わりを検出してから、誤差距離D
E =DEA=MW /6だけ可動子LMmが駆動方向に進ん
だ位置で、ホール素子h1 が検出した磁極の切り替わり
と同じように磁極を切り替える補正を行えば、位置P 1
での界磁マグネットFMの形成磁界を検出することがで
きる。界磁マグネットFMの各磁極の幅にばらつきがあ
っても、正確に位置P1 での磁極の極性を検出すること
ができる。
Thus, the magnetic pole correction section 51 is
When the LMm is driven rightward in FIG.
Child h1Has detected the switching of the magnetic pole, the error distance D
E= DEA= MWThe mover LMm advances in the drive direction by / 6
In the position, the Hall element h1Switching of magnetic pole detected by
If the correction for switching the magnetic poles is performed in the same manner as 1
Can detect the forming magnetic field of the field magnet FM
Wear. The width of each magnetic pole of the field magnet FM varies.
Even exactly, position P1The polarity of the magnetic pole at
Can be.

【0146】可動子LMmを図25中右方向に駆動する
とき、ホール素子h2 、h3 の検出磁極を、それぞれ磁
極補正部51で同じように補正すれば、位置P2 、P3
の各位置での界磁マグネットFMの磁極の極性を正確に
検出することができる。したがって、リニアモータLM
5及び駆動制御装置4Dを含むリニアモータ駆動装置に
おいても、電機子コイルACが形成する磁界の影響を抑
制して、通電タイミングを正確に検出でき、それだけ推
力変動少なく可動子LMmを駆動することができる。
When the mover LMm is driven rightward in FIG. 25, if the detected magnetic poles of the Hall elements h 2 and h 3 are similarly corrected by the magnetic pole correction unit 51, the positions P 2 and P 3
, The polarity of the magnetic pole of the field magnet FM at each position can be accurately detected. Therefore, the linear motor LM
5 and the linear motor drive device including the drive control device 4D, the influence of the magnetic field formed by the armature coil AC can be suppressed, the energization timing can be accurately detected, and the mover LMm can be driven with less thrust fluctuation. it can.

【0147】また、界磁マグネットFMの各磁極幅にば
らつきがあっても、前述のリニアモータLM1を駆動制
御装置4Aで駆動制御するときと同様に、不正通電の割
合を従来より抑制できる。それだけ推力変動抑制して可
動子LMmを駆動することができる。リニアモータLM
5の可動子LMmを図25中左方向に駆動するときに
は、ホール素子h1 、h2 、h3 の検出磁界を同じよう
に補正し、位置P2 、P3 、P 4 の各位置での磁極を検
出して、各コイルへの通電タイミングを検出し、そのタ
イミングで各コイルに通電すればよい。 (11) 図28に本発明に係るリニアモータLM6の
概略側面図を示す。
Also, the width of each magnetic pole of the field magnet FM is
Even if there is fluctuation, the above-described linear motor LM1 is
As in the case of controlling the drive by the control device 4A,
Can be suppressed more than before. It is possible to suppress thrust fluctuation
The moving element LMm can be driven. Linear motor LM
When driving the mover LMm 5 in the left direction in FIG.
Is the Hall element h1, HTwo, HThreeDetection magnetic field
To the position PTwo, PThree, P FourMagnetic poles at each position
To detect the energization timing of each coil, and
What is necessary is just to energize each coil by imaging. (11) FIG. 28 shows a linear motor LM6 according to the present invention.
FIG. 2 shows a schematic side view.

【0148】リニアモータLM6は、図21に示すリニ
アモータLM4の三つのホール素子h1 、h2 、h3
代えて、次の位置に六つのホール素子を配置したことを
除けば、リニアモータLM4と実質的に同じものであ
る。リニアモータLM6は、図29に示す駆動制御装置
4Eを用いてパルス駆動することができる。リニアモー
タLM6及び駆動制御装置4Eで、本発明に係るリニア
モータ駆動装置が提供される。
[0148] Linear motors LM6, instead of the three Hall elements h 1, h 2, h 3 of the linear motor LM4 shown in FIG. 21, except in that a six Hall element to the next position, the linear motor It is substantially the same as LM4. The linear motor LM6 can be pulse-driven using the drive control device 4E shown in FIG. The linear motor LM6 and the drive control device 4E provide a linear motor drive device according to the present invention.

【0149】図23を用いて説明したように、可動子L
Mmを電機子コイルACに通電して駆動するときにホー
ル素子が検出する磁界は、ホール素子が配置された位置
によっては、電機子コイルACが通電により形成する磁
界によって、界磁マグネットFMが形成する磁界に対し
て歪んでしまう。電機子コイルACが形成する磁界によ
って、ホール素子が検出する磁極の切り替わり位置は、
ホール素子が配置された位置での界磁マグネットFMの
対応する磁極の切り替わり位置から、距離DECずれた位
置となる。ホール素子が配置された位置での界磁マグネ
ットFMの磁極の切り替わり位置から、可動子LMmが
距離DEC進んだ位置で、ホール素子は対応する磁極の切
り替わりを検出する。
As described with reference to FIG.
Depending on the position where the Hall element is arranged, the magnetic field detected by the Hall element when energizing and driving the armature coil AC through the armature coil AC causes the field magnet FM to be formed by the magnetic field formed by the energization of the armature coil AC. To the applied magnetic field. The switching position of the magnetic pole detected by the Hall element by the magnetic field formed by the armature coil AC is:
From the corresponding magnetic poles of the switching position of the field magnet FM at the position where the Hall elements are arranged, the distance D EC displaced position. From switching position of the magnetic poles of the field magnet FM at the position where the Hall elements are arranged at a position where the mover LMm advances distance D EC, the Hall element detects the switching of the corresponding pole.

【0150】そこで、リニアモータLM6においては、
電機子コイルACの各コイルへの通電タイミングを検出
するときにおいて、この距離DEC分の磁極切り替わり位
置の位相のずれを補正するために、可動子上の磁極の極
性を検出したい位置から、駆動方向(可動子LMmを駆
動すべき方向)に距離DEC進んだ位置にホール素子が配
置されている。
Then, in the linear motor LM6,
In case of detecting the energization timing to the coil of the armature coils AC, in order to correct the deviation of the distance D EC content of magnetic pole switching position of the phase, from the position to be detected polarity of the magnetic poles of the mover, drive direction Hall elements at a distance D EC advanced position (direction to drive the movable element LMM) is disposed.

【0151】可動子LMmを図28中右方向に駆動する
ときにおいては、電機子コイルACの各コイルへの通電
タイミングは、本例では可動子上の位置P1 、P2 、P
3 の各位置での磁極の極性に基づき検出される。これら
各位置での磁極の極性を検出するために、リニアモータ
LM6においては、次の位置に三つのホール素子h1R
2R、h3Rが配置されている。
When the mover LMm is driven in the right direction in FIG. 28, the energization timing to each coil of the armature coil AC is determined by the positions P 1 , P 2 , P on the mover in this example.
Detected based on the polarity of the magnetic pole at each position of 3 . In order to detect the polarity of the magnetic pole at each of these positions, in the linear motor LM6, three Hall elements h 1R ,
h 2R and h 3R are arranged.

【0152】ホール素子h1Rは、可動子LMm上の位置
1 から図28中右方向(可動子LMmを右方向に駆動
するときの駆動方向)に距離DECずれた位置に配置され
ている。ホール素子h2Rは、可動子LMm上の位置P2
から図28中右方向に距離D ECずれた位置に配置されて
いる。ホール素子h3Rは、可動子LMm上の位置P3
ら図28中右方向に距離DECずれた位置に配置されてい
る。
Hall element h1RIs the position on the mover LMm
P1To the right in FIG. 28 (moving the mover LMm to the right
Distance D in the driving direction whenECIs located in a shifted position
ing. Hall element h2RIs the position P on the mover LMm.Two
28 to the right in FIG. 28 ECIs located in a shifted position
I have. Hall element h3RIs the position P on the mover LMm.ThreeOr
28 to the right in FIG.ECIs located in a shifted position
You.

【0153】また、可動子LMmを図28中左方向に駆
動するときにおいては、電機子コイルACの各コイルへ
の通電タイミングは、本例では可動子上の位置P2 から
右に2MW ずれた位置、位置P3 から右に2MW ずれた
位置、位置P4 から右に2M W ずれた位置の各位置での
磁極の極性に基づき検出される。これら各位置での磁極
の極性を検出するために、リニアモータLM6において
は、次の位置に三つのホール素子h1L、h2L、h3Lが配
置されている。
Further, the mover LMm is driven leftward in FIG.
When moving, move to each coil of the armature coil AC.
In this example, the energization timing of the position P on the mover isTwoFrom
2M to the rightWOffset position, position PThree2M to rightWShifted
Position, position PFour2M to right WAt each of the shifted positions
It is detected based on the polarity of the magnetic pole. Magnetic poles at each of these positions
In order to detect the polarity of
Are three Hall elements h at the next position1L, H2L, H3LIs arranged
Is placed.

【0154】ホール素子h1Lは、可動子LMm上の位置
2 から図28中右に2MW ずれた位置から、さらに左
方向(可動子LMmを左方向に駆動するときの駆動方
向)に距離DECずれた位置に配置されている。ホール素
子h2Lは、可動子LMm上の位置P3 から図28中右に
2MW ずれた位置から、さらに左方向に距離DECずれた
位置に配置されている。ホール素子h3Lは、可動子LM
m上の位置P4 から図28中右に2MW ずれた位置か
ら、さらに左方向に距離DECずれた位置に配置されてい
る。
[0154] Hall element h 1L, the distance from the position shifted 2M W to the right in FIG. 28 from the position P 2 on the movable element LMM, further leftward (drive direction when driving the mover LMM leftward) It is arranged at a position shifted by DEC . Hall element h 2L from a position shifted 2M W to the right in FIG. 28 from the position P 3 on the movable piece LMM, it is disposed further displaced a distance D EC to the left position. Hall element h 3L is movable element LM
from the position P 4 on the m from the position shifted 2M W to the right in FIG. 28, are arranged further shifted distance D EC to the left position.

【0155】これら六つのホール素子は、いずれも電機
子コイルACの外周面に配置されており、それぞれ界磁
マグネットFMに臨んでいる。このように六つのホール
素子を配置したことで、例えば可動子LMmを右方向に
駆動するときにおいて、ホール素子h1 が検出する磁極
の切り替わり位置の位相は、図30に示すように可動子
LMm上の位置P1 での界磁マグネットFMの磁極の切
り替わり位置の位相と同位相になる。ホール素子h
1 は、可動子LMm上の位置P1 での界磁マグネットF
Mの磁極の切り替わり位置を検出することができる。界
磁マグネットFMの各磁極の幅にばらつきがあっても、
ホール素子h 1 が検出する磁極の極性の切り替わり位置
の位相は、可動子LMm上の位置P1での界磁マグネッ
トFMの磁極の切り替わり位置の位相と同位相になる。
他のホール素子についても同様である。
Each of these six Hall elements is an electric
Are arranged on the outer peripheral surface of the child coil AC,
I am facing the magnet FM. Six holes like this
By arranging the element, for example, the mover LMm is moved rightward.
When driving, the Hall element h1Magnetic pole detected by
The phase of the switching position of the mover is as shown in FIG.
Position P on LMm1The magnetic pole of the field magnet FM
The phase is the same as the phase at the switching position. Hall element h
1Is the position P on the mover LMm.1Field magnet F at
The switching position of the magnetic pole of M can be detected. World
Even if the width of each magnetic pole of the magnetic magnet FM varies,
Hall element h 1Switch position of magnetic pole detected by
Is at the position P on the mover LMm.1Field magnets at
And the phase of the switching position of the magnetic pole of the FM.
The same applies to other Hall elements.

【0156】駆動制御装置4Eにおいては、これら六つ
のホール素子の検出信号(出力信号)は、界磁マグネッ
ト信号として直接通電制御部47に入力される。なお、
ホール素子の検出信号は、増幅、デジタル化された後、
通電制御部47に入力される。通電制御部47は、可動
子LMmを図28中右方向に駆動するときには、ホール
素子h1R、h2R、h3Rの検出磁極に基づき、電機子コイ
ルACの各コイルへの通電タイミングを検出して、各コ
イルに通電する。ホール素子h1R、h2R、h3Rは、前述
のように、電機子コイルACが形成する磁界がこれらホ
ール素子に作用することで、それぞれ可動子LMm上の
1 、P2 、P3 の各位置での界磁マグネットFMの磁
極の切り替わり位置を検出できる。したがって、従来の
ようにP 1 、P2 、P3 の各位置にホール素子を配置し
て通電タイミングを検出し、各コイルに通電する場合よ
りも、正確に各コイルへの通電タイミングを検出するこ
とができ、それだけ推力変動少なくリニアモータLM6
を駆動することができる。また、界磁マグネットFMの
各磁極の幅にばらつきがあっても、前述のリニアモータ
LM1と同様に、従来より不正通電の割合を低減でき、
それだけ推力変動少なくリニアモータLM6を駆動する
ことができる。
In the drive control device 4E, these six
The detection signal (output signal) of the Hall element of
Is directly input to the energization control unit 47 as a reset signal. In addition,
The detection signal of the Hall element is amplified and digitized,
It is input to the energization control unit 47. The energization control unit 47 is movable
When the child LMm is driven rightward in FIG.
Element h1R, H2R, H3RArmature coil based on the detected magnetic poles
The timing of energizing each coil of AC
Energize the il. Hall element h1R, H2R, H3RIs
The magnetic field formed by the armature coil AC as shown in FIG.
Acting on the movable element LMm,
P1, PTwo, PThreeOf the field magnet FM at each position
The switching position of the pole can be detected. Therefore, the conventional
Like P 1, PTwo, PThreeHall elements are placed at each position of
To detect the energization timing and energize each coil.
To accurately detect the energization timing of each coil.
The linear motor LM6
Can be driven. Also, the field magnet FM
Even if the width of each magnetic pole varies, the linear motor
As in the case of LM1, the rate of improper energization can be reduced,
Drives the linear motor LM6 with less thrust fluctuation
be able to.

【0157】通電制御部47は、可動子LMmを図28
中左方向に駆動するときには、ホール素子h1L、h2L
3Lの検出磁極に基づき、電機子コイルACの各コイル
への通電タイミングを検出して、各コイルに通電する。
可動子LMmを左方向に駆動するときも、右方向に駆動
するときと同様に、リニアモータLM6を推力変動少な
く駆動することができる。
The energization control unit 47 sets the mover LMm in FIG.
When driving in the middle left direction, the Hall elements h 1L , h 2L ,
Based on the detection magnetic poles of h 3L, and detects the energization timing for each coil of the armature coils AC, it energizes the coils.
When the mover LMm is driven in the left direction, the linear motor LM6 can be driven with less fluctuation in thrust as in the case of driving the mover LMm in the right direction.

【0158】前述のように、ホール素子が検出する磁極
の切り替わり位置と、ホール素子が配置された位置での
界磁マグネットFMの対応する磁極の切り替わり位置の
ずれ量DECは、電機子コイルACに流される電流の大き
さによって変化する。そこで、可動子上の界磁マグネッ
トFMの磁極を検出したい位置から、ホール素子をずら
す距離DECは、次のようにして決定すればよい。例え
ば、リニアモータLM6及び駆動制御装置4Eからなる
リニアモータ駆動装置が、物品を定速度で駆動すること
に利用されるときには、その定速度で物品を駆動すると
きに電機子コイルに流す電流の大きさに対応した距離D
ECとすればよい。このようにしておけば、リニアモータ
駆動装置によって定速度で物品を駆動するときには、可
動子LMmを上記のように推力変動少なく駆動すること
ができ、それだけ速度変動を抑制できる。
As described above, the shift amount EC of the switching position of the magnetic pole detected by the Hall element and the switching position of the corresponding magnetic pole of the field magnet FM at the position where the Hall element is arranged is determined by the armature coil AC It varies depending on the magnitude of the current flowing through. Therefore, the position to be detected the field magnet FM poles on the movable element, the distance D EC of shifting the Hall element may be determined in the following manner. For example, when a linear motor drive device including the linear motor LM6 and the drive control device 4E is used to drive an article at a constant speed, the magnitude of the current flowing through the armature coil when driving the article at the constant speed is increased. Distance D corresponding to
EC should be used. By doing so, when driving the article at a constant speed by the linear motor driving device, the mover LMm can be driven with a small thrust variation as described above, and the speed variation can be suppressed accordingly.

【0159】[0159]

【発明の効果】本発明は、所定方向に直線的にN極の磁
極とS極の磁極が交互に並ぶ界磁マグネットと、界磁マ
グネットに臨み、界磁マグネットに沿って往復移動する
ことができる電機子コイルと、電機子コイルへの通電制
御を行う駆動制御装置とを備えるリニアモータ駆動装置
であって、次の(A)〜(D)の利点を1又は2以上有
するリニアモータ駆動装置を提供することができる。 (A)電機子コイルが通電により形成する磁界の影響を
抑制して、可動子上の所定位置での界磁マグネット形成
磁界を正確に検出できるリニアモータ駆動装置。 (B)電機子コイルが通電により形成する磁界の影響を
抑制して、リニアモータを精度良く駆動することができ
るリニアモータ駆動装置。 (C)界磁マグネットの各磁極の幅にばらつきがあって
も、可動子上の所定位置での界磁マグネット形成磁界を
正確に検出できるリニアモータ駆動装置。 (D)界磁マグネットの各磁極の幅にばらつきがあって
も、リニアモータを従来より精度良く駆動することがで
きるリニアモータ駆動装置。
According to the present invention, there is provided a field magnet in which N-poles and S-poles are alternately arranged linearly in a predetermined direction, and a reciprocating movement along the field magnet facing the field magnet. A linear motor drive device comprising a movable armature coil and a drive control device for controlling energization of the armature coil, wherein the linear motor drive device has one or more of the following advantages (A) to (D): Can be provided. (A) A linear motor drive device capable of accurately detecting a field magnet forming magnetic field at a predetermined position on a mover by suppressing the influence of a magnetic field formed by energization of an armature coil. (B) A linear motor drive device capable of accurately driving a linear motor while suppressing the influence of a magnetic field formed by energization of the armature coil. (C) A linear motor drive device capable of accurately detecting a field magnet forming magnetic field at a predetermined position on a mover, even if the width of each magnetic pole of the field magnet varies. (D) A linear motor driving device capable of driving a linear motor with higher accuracy than before, even if the width of each magnetic pole of the field magnet varies.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るリニアモータの一例の一部を断面
で示す概略側面図である。
FIG. 1 is a schematic side view showing a part of an example of a linear motor according to the present invention in cross section.

【図2】図1のX−X線に沿うリニアモータの概略断面
図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the linear motor taken along line XX in FIG.

【図3】図1のリニアモータをパルス駆動するための本
発明に係る駆動制御装置の一例の概略ブロック図であ
る。
FIG. 3 is a schematic block diagram of an example of a drive control device according to the present invention for pulse-driving the linear motor of FIG. 1;

【図4】図4(A)は着磁装置の概略斜視図であり、図
4(B)は該着磁装置の概略断面図である。
FIG. 4A is a schematic perspective view of a magnetizing device, and FIG. 4B is a schematic sectional view of the magnetizing device.

【図5】図1のリニアモータの界磁マグネットが形成す
るガイド軸長手方向の磁界分布を示す図である。
5 is a diagram showing a magnetic field distribution in a longitudinal direction of a guide shaft formed by a field magnet of the linear motor in FIG. 1;

【図6】図3の駆動制御装置が備えるメモリの各領域に
記憶されている界磁マグネット情報の一例を示す図であ
る。
6 is a diagram illustrating an example of field magnet information stored in each area of a memory included in the drive control device of FIG. 3;

【図7】図1のリニアモータを図1中右方向に駆動する
ときの、図3の駆動制御装置の磁極検出部から出力され
る可動子上の各位置での界磁マグネットの磁極の極性を
示す信号と、各コイルへの通電タイミングとの位相関係
及び各コイルへの通電方向を示す図である。
7 shows the polarity of the magnetic pole of the field magnet at each position on the mover output from the magnetic pole detection unit of the drive control device of FIG. 3 when the linear motor of FIG. 1 is driven rightward in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a phase relationship between a signal indicating the following and the energization timing to each coil, and the energization direction to each coil.

【図8】図1のリニアモータを図1中左方向に駆動する
ときの、図3の駆動制御装置の磁極検出部から出力され
る可動子上の各位置での界磁マグネットの磁極の極性を
示す信号と、各コイルへの通電タイミングとの位相関係
及び各コイルへの通電方向を示す図である。
8 shows the polarity of the magnetic pole of the field magnet at each position on the mover output from the magnetic pole detection unit of the drive control device of FIG. 3 when the linear motor of FIG. 1 is driven leftward in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a phase relationship between a signal indicating the following and the energization timing to each coil, and the energization direction to each coil.

【図9】従来のリニアモータ駆動装置において、界磁マ
グネットの各磁極の幅にばらつきがあるときの、各コイ
ルへの通電タイミングを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the timing of energizing each coil when the width of each magnetic pole of the field magnet varies in the conventional linear motor driving device.

【図10】本発明のリニアモータ駆動装置において、界
磁マグネットの各磁極の幅にばらつきがあるときの、各
コイルへの通電タイミングを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the timing of energizing each coil when the width of each magnetic pole of the field magnet varies in the linear motor drive device of the present invention.

【図11】図11(A)〜(D)は、いずれも隣合う二
つのコイルに同じ向きの電流を流したときの可動子の移
動方向を示す図である。
11 (A) to 11 (D) are diagrams each showing a moving direction of a mover when currents of the same direction are applied to two adjacent coils.

【図12】図3の駆動制御装置が備えるメモリの各領域
に記憶する界磁マグネット情報の他の例を示す図であ
る。
12 is a diagram showing another example of the field magnet information stored in each area of the memory provided in the drive control device of FIG. 3;

【図13】図3の駆動制御装置が備えるメモリの各領域
に記憶する界磁マグネット情報のさらに他の例を示す図
である。
13 is a diagram showing still another example of field magnet information stored in each area of a memory provided in the drive control device of FIG. 3;

【図14】図1のリニアモータをリニア駆動するための
本発明に係る駆動制御装置の一例の概略ブロック図であ
る。
FIG. 14 is a schematic block diagram of an example of a drive control device according to the present invention for linearly driving the linear motor of FIG. 1;

【図15】図14の駆動制御装置が備えるメモリの各領
域に記憶されている界磁マグネット情報の一例を示す図
である。
15 is a diagram illustrating an example of field magnet information stored in each area of a memory included in the drive control device of FIG. 14;

【図16】界磁マグネット信号にフィルタリングをかけ
たときの、フィルタリング前の信号とフィルタリング後
の信号を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a signal before filtering and a signal after filtering when the field magnet signal is filtered.

【図17】本発明に係るリニアモータの他の例の一部を
断面で示す概略側面図である。
FIG. 17 is a schematic side view showing a part of another example of the linear motor according to the present invention in cross section.

【図18】図18(A)は図17に示すリニアモータの
ガイド軸及びマグネットスケール基体を着磁する様子を
示す概略斜視図であり、図18(B)はかかる様子を示
す概略断面図である。
18 (A) is a schematic perspective view showing a state where the guide shaft and the magnet scale base of the linear motor shown in FIG. 17 are magnetized, and FIG. 18 (B) is a schematic sectional view showing such a state. is there.

【図19】図17に示すリニアモータの界磁マグネット
及びマグネットスケールがそれぞれ形成するガイド軸長
手方向の磁界分布を示す図である。
19 is a diagram showing a magnetic field distribution in a longitudinal direction of a guide shaft formed by a field magnet and a magnet scale of the linear motor shown in FIG. 17;

【図20】図17のリニアモータをパルス駆動するため
の本発明に係る駆動制御装置の一例の概略ブロック図で
ある。
20 is a schematic block diagram of an example of a drive control device according to the present invention for pulse driving the linear motor of FIG.

【図21】本発明に係るリニアモータのさらに他の例の
一部を断面で示す概略側面図である。
FIG. 21 is a schematic side view showing a part of still another example of the linear motor according to the present invention in cross section.

【図22】図21のリニアモータをパルス駆動するため
の本発明に係る駆動制御装置の一例の概略ブロック図で
ある。
FIG. 22 is a schematic block diagram of an example of a drive control device according to the present invention for pulse driving the linear motor of FIG. 21.

【図23】図21に示すリニアモータにおいて、可動子
上の位置P1 での界磁マグネット形成磁界、位置P1
配置されたホール素子検出磁界、磁極補正部が検出する
磁界の位相関係を示す図である。
In the linear motor shown in FIG. 23 FIG. 21, the field magnet forming the magnetic field at the position P 1 on the movable element, the Hall element detects a magnetic field which is arranged at a position P 1, the phase relationship of the magnetic field magnetic pole correction section detects FIG.

【図24】図21に示すリニアモータにおいて、可動子
上の位置P1 での界磁マグネット形成磁界、可動子上の
位置P2 での界磁マグネット形成磁界、位置P2 に配置
されたホール素子検出磁界、磁極補正部が検出する磁界
の位相関係を示す図である。
24 is a diagram showing a field magnet forming magnetic field at a position P 1 on the mover, a field magnet forming magnetic field at a position P 2 on the mover, and a hole arranged at the position P 2 in the linear motor shown in FIG. 21; FIG. 4 is a diagram illustrating a phase relationship between an element detection magnetic field and a magnetic field detected by a magnetic pole correction unit.

【図25】本発明に係るリニアモータのさらに他の例の
一部を断面で示す概略側面図である。
FIG. 25 is a schematic side view showing a part of still another example of the linear motor according to the present invention in cross section.

【図26】図25に示すリニアモータの界磁マグネット
がガイド軸長手方向に垂直な断面において形成する磁界
の様子を示す図である。
26 is a diagram showing a state of a magnetic field formed by a field magnet of the linear motor shown in FIG. 25 in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the guide shaft.

【図27】図25に示すリニアモータにおいて、可動子
上の位置P1 での界磁マグネット形成磁界、可動子上の
ホール素子が配置された位置での界磁マグネット形成磁
界、ホール素子検出磁界、磁極補正部が検出する磁界の
位相関係を示す図である。
In the linear motor shown in FIG. 27 FIG. 25, the field magnet forming the magnetic field at the position where the field magnet forming a magnetic field, the Hall elements on the movable member is disposed at the position P 1 on the movable element, the Hall element detects a magnetic field FIG. 4 is a diagram illustrating a phase relationship of a magnetic field detected by a magnetic pole correction unit.

【図28】本発明に係るリニアモータのさらに他の例の
一部を断面で示す概略側面図である。
FIG. 28 is a schematic side view showing a part of still another example of the linear motor according to the present invention in cross section.

【図29】図28のリニアモータをパルス駆動するため
の本発明に係る駆動制御装置の一例の概略ブロック図で
ある。
FIG. 29 is a schematic block diagram of an example of a drive control device according to the present invention for pulse-driving the linear motor of FIG. 28;

【図30】図28に示すリニアモータにおいて、可動子
上の位置P1 での界磁マグネット形成磁界、可動子上の
ホール素子が配置された位置での界磁マグネット形成磁
界、ホール素子検出磁界の位相関係を示す図である。
In the linear motor shown in FIG. 30 FIG. 28, the field magnet forming the magnetic field at the position where the field magnet forming a magnetic field, the Hall elements on the movable member is disposed at the position P 1 on the movable element, the Hall element detects a magnetic field FIG. 4 is a diagram showing a phase relationship of FIG.

【図31】従来のリニアモータの一例の概略側面図であ
る。
FIG. 31 is a schematic side view of an example of a conventional linear motor.

【図32】図31に示すリニアモータを図31中右方向
に駆動するとき、可動子上の各位置での界磁マグネット
の形成磁界と、各コイルへの通電タイミングの位相関係
及び各コイルへの通電方向を示す図である。
FIG. 32 shows the phase relationship between the magnetic field formed by the field magnet at each position on the mover, the energization timing of each coil, and the timing when the linear motor shown in FIG. 31 is driven rightward in FIG. It is a figure which shows the energization direction of.

【図33】図31に示すリニアモータの電機子コイルに
通電しながら可動子を駆動するときの、界磁マグネット
形成磁界とホール素子検出磁界を示す図である。
FIG. 33 is a diagram showing a field magnet forming magnetic field and a Hall element detection magnetic field when the mover is driven while energizing the armature coil of the linear motor shown in FIG. 31.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

LM1〜LM6 リニアモータ LMs 固定子 1 ガイド軸 FM 界磁マグネット LMm 可動子 AC 電機子コイル 31 ヨーク 321、322 軸受け Ec エンコーダチャート Esa、Esb エンコーダセンサ HI 遮光部材 Hs ホームセンサ h1 、h2 、h3 、h1R、h2R、h3R、h1L、h2L、h
3L ホール素子 4A、4B、4C、4D、4E 駆動制御装置 41 駆動指令部 42 PLL制御部 43 補償回路部 44 エンコーダカウンタ 45 磁極検出部 46 メモリ 47 通電制御部 48 三相全波通電回路 51 磁極補正部
LM1~LM6 linear motor LMs stator 1 guide shaft FM field magnet LMm mover AC armature coil 31 yoke 321 bearing Ec encoder chart Esa, Esb encoder sensor HI shielding member Hs home sensor h 1, h 2, h 3 , H 1R , h 2R , h 3R , h 1L , h 2L , h
3L Hall element 4A, 4B, 4C, 4D, 4E Drive control unit 41 Drive command unit 42 PLL control unit 43 Compensation circuit unit 44 Encoder counter 45 Magnetic pole detection unit 46 Memory 47 Energization control unit 48 Three-phase full-wave current supply circuit 51 Magnetic pole correction Department

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石山 雅三 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 5H540 BA05 BB04 BB05 EE05 EE13 EE20 FA03 FA11 FA30 5H641 BB03 BB14 BB18 GG03 GG05 GG08 GG25 GG26 GG28 HH02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masazo Ishiyama 2-13-13 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka F-term in Osaka International Building Minolta Co., Ltd. 5H540 BA05 BB04 BB05 EE05 EE13 EE20 FA03 FA11 FA30 5H641 BB03 BB14 BB18 GG03 GG05 GG08 GG25 GG26 GG28 HH02

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定方向に直線的にN極の磁極とS極の磁
極が交互に並ぶ界磁マグネットと、 前記界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットに沿って
往復移動することができる電機子コイルと、 前記所定方向に延びるリニアエンコーダスケールと、 前記電機子コイルとともに移動し、前記リニアエンコー
ダスケールに臨むエンコーダセンサと、 前記エンコーダセンサの検出情報から前記電機子コイル
の前記所定方向における位置を検出することができる位
置検出装置と、 前記所定方向の各位置での前記界磁マグネットが形成す
る磁界情報を記憶するためのメモリと、 前記位置検出装置が検出する前記電機子コイルの前記所
定方向における位置に基づき、前記メモリから磁界情報
を読み出して、該電機子コイル上の該所定方向における
所定位置での界磁マグネットの磁界情報を検出すること
ができる磁界検出装置と、 前記磁界検出装置が検出する前記電機子コイル上の所定
位置での磁界情報に基づき前記電機子コイルへの通電制
御を行う駆動制御装置とを備えることを特徴とするリニ
アモータ駆動装置。
1. A field magnet in which N-poles and S-poles are alternately linearly arranged in a predetermined direction, and an electric machine which faces the field magnet and can reciprocate along the field magnet. A slave coil, a linear encoder scale extending in the predetermined direction, an encoder sensor that moves together with the armature coil and faces the linear encoder scale, and a position of the armature coil in the predetermined direction from detection information of the encoder sensor. A position detecting device capable of detecting; a memory for storing magnetic field information formed by the field magnet at each position in the predetermined direction; and a predetermined direction of the armature coil detected by the position detecting device. Magnetic field information is read from the memory based on the position of the armature coil, and a predetermined position in the predetermined direction on the armature coil is read. A magnetic field detection device capable of detecting magnetic field information of the field magnet at a time, and energizing control to the armature coil based on magnetic field information at a predetermined position on the armature coil detected by the magnetic field detection device A linear motor drive device comprising a drive control device.
【請求項2】所定方向に直線的にN極の磁極とS極の磁
極が交互に並ぶ界磁マグネットと、 前記界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットに沿って
往復移動することができる電機子コイルと、 前記所定方向にN極の磁極とS極の磁極が交互に並び、
該所定方向において前記界磁マグネットが形成する磁界
に比例する磁界を形成するマグネットスケールと、 前記電機子コイルとともに移動し、前記マグネットスケ
ールに臨む磁気センサと、 前記磁気センサが検出する前記マグネットスケールの形
成磁界に基づき前記電機子コイルへの通電制御を行う駆
動制御装置とを備えることを特徴とするリニアモータ駆
動装置。
2. A field magnet in which N-poles and S-poles are alternately arranged linearly in a predetermined direction, and an electric machine which faces the field magnet and can reciprocate along the field magnet. A child coil, and N magnetic poles and S magnetic poles are alternately arranged in the predetermined direction,
A magnet scale that forms a magnetic field proportional to a magnetic field formed by the field magnet in the predetermined direction; a magnetic sensor that moves together with the armature coil and faces the magnet scale; and a magnetic scale that is detected by the magnetic sensor. A linear motor drive device comprising: a drive control device that controls energization of the armature coil based on a formed magnetic field.
【請求項3】前記磁気センサと前記電機子コイルの間に
は、磁気シールド部材が配置されている請求項2記載の
リニアモータ駆動装置。
3. The linear motor driving device according to claim 2, wherein a magnetic shield member is disposed between said magnetic sensor and said armature coil.
【請求項4】前記界磁マグネットは磁性材料からなる界
磁マグネット基体に着磁することで形成されており、前
記マグネットスケールは磁性材料からなるマグネットス
ケール基体に該界磁マグネット基体と同時に着磁するこ
とで形成されている請求項2又は3記載のリニアモータ
駆動装置。
4. The field magnet is formed by magnetizing a field magnet base made of a magnetic material, and the magnet scale is magnetized on a magnet scale base made of a magnetic material simultaneously with the field magnet base. The linear motor drive device according to claim 2, wherein the linear motor drive device is formed by performing the following.
【請求項5】前記マグネットスケール基体を取り外し可
能に前記界磁マグネット基体に仮り付けした状態にて、
該両基体を同時に着磁することで、前記界磁マグネット
及び前記マグネットスケールが形成されている請求項4
記載のリニアモータ駆動装置。
5. A state in which said magnet scale base is temporarily attached to said field magnet base in a removable manner.
The field magnet and the magnet scale are formed by simultaneously magnetizing the two substrates.
The linear motor drive as described.
【請求項6】前記マグネットスケールは、磁気記録材料
からなるマグネットスケール基体を前記界磁マグネット
に近接又は接触させることで形成されている請求項2又
は3記載のリニアモータ駆動装置。
6. The linear motor driving device according to claim 2, wherein the magnet scale is formed by bringing a magnet scale base made of a magnetic recording material close to or in contact with the field magnet.
【請求項7】所定方向に直線的にN極の磁極とS極の磁
極が交互に並ぶ界磁マグネットと、 前記界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットに沿って
往復移動することができる電機子コイルと、 前記所定方向に延びるリニアエンコーダスケールと、 前記電機子コイルとともに移動し、前記リニアエンコー
ダスケールに臨むエンコーダセンサと、 前記エンコーダセンサが検出するエンコーダパルスの数
を前記電機子コイルの移動方向に応じてアップダウンカ
ウントするエンコーダカウンタと、 前記電機子コイルに支持され、該電機子コイル上の前記
所定方向における所定位置での該電機子コイルに作用す
る前記界磁マグネットが形成する磁界を検出するための
磁気センサと、 前記電機子コイルに通電して、該電機子コイルを前記界
磁マグネットに沿って移動させるときに、前記電機子コ
イル上の所定位置での前記界磁マグネットが形成する磁
界の磁極の切り替わり位置と、前記磁気センサが検出す
る磁界の対応する磁極の切り替わり位置との誤差距離D
E を、前記エンコーダカウンタがカウントしているエン
コーダカウント数に基づき補正して、前記電機子コイル
上の所定位置での前記界磁マグネットが形成する磁界の
磁極の切り替わり位置を検出するための補正装置と、 前記補正装置が検出する前記電機子コイル上の所定位置
での磁極の切り替わり位置に基づき、前記電機子コイル
への通電制御を行う駆動制御装置とを備えることを特徴
とするリニアモータ駆動装置。
7. A field magnet in which N-poles and S-poles are alternately arranged linearly in a predetermined direction, and an electric machine which faces the field magnet and can reciprocate along the field magnet. A slave coil, a linear encoder scale extending in the predetermined direction, an encoder sensor that moves together with the armature coil and faces the linear encoder scale, and a moving direction of the armature coil that determines the number of encoder pulses detected by the encoder sensor. An encoder counter that counts up and down according to the following: and a magnetic field formed by the field magnet that is supported by the armature coil and acts on the armature coil at a predetermined position in the predetermined direction on the armature coil. A magnetic sensor for energizing the armature coil, and causing the armature coil to Error between the magnetic pole switching position of the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil and the corresponding magnetic pole switching position of the magnetic field detected by the magnetic sensor when moving along the armature coil. Distance D
A correction device for correcting E based on the encoder count number counted by the encoder counter, and detecting a switching position of a magnetic pole of a magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil. A linear motor drive device comprising: a drive control device that controls energization of the armature coil based on a switching position of a magnetic pole at a predetermined position on the armature coil detected by the correction device. .
【請求項8】前記誤差距離DE を、前記電機子コイル上
の所定位置での前記界磁マグネットが形成する磁界の磁
極の切り替わり位置が、前記磁気センサが検出する磁界
の対応する磁極の切り替わり位置よりも、前記電機子コ
イルの駆動方向に進んだ位置であるときに正、遅れた位
置であるときに負とし、 前記界磁マグネットの一磁極の前記所定方向における幅
をMW として、 前記補正装置は、前記誤差距離DE が正であるときに
は、前記磁気センサが検出する磁極の切り替わり位置か
ら、前記電機子コイルが駆動方向に距離DE 進んだ位置
で、該磁気センサが検出した磁極の切り替わりと同じよ
うに磁極を切り替える補正を行って、前記電機子コイル
上の所定位置での前記界磁マグネットが形成する磁界の
磁極の切り替わり位置を検出し、 前記誤差距離DE が負であるときには、前記磁気センサ
が検出する磁極の切り替わり位置から、前記電機子コイ
ルが駆動方向に距離(MW −|DE |)進んだ位置で、
該磁気センサが検出した磁極の切り替わりと逆に磁極を
切り替える補正を行って、前記電機子コイル上の所定位
置での前記界磁マグネットが形成する磁界の磁極の切り
替わり位置を検出する請求項7記載のリニアモータ駆動
装置。
8. A switching position of a magnetic pole formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil when the error distance DE is changed by a switching of a corresponding magnetic pole of a magnetic field detected by the magnetic sensor. than the position, positive when a position advanced in the driving direction of said armature coils, lag and negative when it is located, the width in the predetermined direction one pole of the field magnet as M W, wherein When the error distance DE is positive, the correction device detects the magnetic pole detected by the magnetic sensor at a position where the armature coil is advanced by the distance DE in the driving direction from the switching position of the magnetic pole detected by the magnetic sensor. The switching of the magnetic pole is performed in the same manner as the switching of the magnetic field, and the switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil is detected. When the error distance D E is negative, the switching position of the magnetic poles of the magnetic sensor detects the armature coil distance in the driving direction (M W - | D E | ) advanced in position,
8. The switching of magnetic poles opposite to the switching of magnetic poles detected by the magnetic sensor is performed to detect a switching position of a magnetic pole formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil. Linear motor drive.
【請求項9】前記駆動制御装置は、前記補正装置が検出
する前記電機子コイル上の所定位置での磁極の切り替わ
り位置に基づき、前記電機子コイルへの通電タイミング
を検出して、該電機子コイルにパルス通電する請求項8
記載のリニアモータ駆動装置。
9. The drive control device detects a timing of energizing the armature coil based on a switching position of a magnetic pole at a predetermined position on the armature coil detected by the correction device. 9. A pulse current is applied to the coil.
The linear motor drive as described.
【請求項10】前記所定方向における前記電機子コイル
上の所定位置と前記磁気センサの配置位置との間の距離
をDEAとし、該距離DEAを、前記磁気センサの配置位置
が前記電機子コイル上の所定位置よりも、前記電機子コ
イルの駆動方向に進んだ位置であるときには正、遅れた
位置であるときには負とし、 前記電機子コイルに通電して、該電機子コイルを前記界
磁マグネットに沿って移動させるときに、前記磁気セン
サが配置された位置での、前記界磁マグネットが形成す
る磁界の磁極の切り替わり位置と、前記磁気センサが検
出する対応する磁極の切り替わり位置との間の距離をD
ECとし、該距離DECを、前記磁気センサが配置された位
置での前記界磁マグネットが形成する磁界の磁極の切り
替わり位置が、前記磁気センサが検出する磁界の対応す
る磁極の切り替わり位置よりも、前記電機子コイルの駆
動方向に進んだ位置であるときに正、遅れた位置である
ときに負として、 前記補正装置は、前記距離DEAと前記距離DECの和(D
EA+DEC)を前記誤差距離DE とする請求項7記載のリ
ニアモータ駆動装置。
10. A distance between a predetermined position on the armature coil in the predetermined direction and an arrangement position of the magnetic sensor is defined as D EA , and the distance D EA is defined as an arrangement position of the magnetic sensor. When the position is advanced in the driving direction of the armature coil from a predetermined position on the coil, the position is positive, and when the position is delayed, the position is negative. When moving along the magnet, between the switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet at the position where the magnetic sensor is disposed, and the switching position of the corresponding magnetic pole detected by the magnetic sensor The distance of D
And EC, the distance D EC, the said field magnet switches of the magnetic poles of the magnetic field forming position at the position where the magnetic sensor is disposed, than the corresponding switching position of the magnetic poles of the magnetic field which the magnetic sensor detects , as a negative when when the a position advanced in the driving direction of the armature coils positive, delayed position, wherein the correction device, the distance D EA and the distance D the sum of EC (D
8. The linear motor drive according to claim 7, wherein ( EA + DEC ) is the error distance DE .
【請求項11】前記界磁マグネットの一磁極の前記所定
方向における幅をMW として、 前記補正装置は、前記誤差距離DE が正であるときに
は、前記磁気センサが検出する磁極の切り替わり位置か
ら、前記電機子コイルが駆動方向に距離DE 進んだ位置
で、該磁気センサが検出した磁極の切り替わりと同じよ
うに磁極を切り替える補正を行って、前記電機子コイル
上の所定位置での前記界磁マグネットが形成する磁界の
磁極の切り替わり位置を検出し、 前記誤差距離DE が負であるときには、前記磁気センサ
が検出する磁極の切り替わり位置から、前記電機子コイ
ルが駆動方向に距離(MW −|DE |)進んだ位置で、
該磁気センサが検出した磁極の切り替わりと逆に磁極を
切り替える補正を行って、前記電機子コイル上の所定位
置での前記界磁マグネットが形成する磁界の磁極の切り
替わり位置を検出する請求項10記載のリニアモータ駆
動装置。
11. When the width of one magnetic pole of the field magnet in the predetermined direction is M W , the correction device is configured such that, when the error distance DE is positive, the switching position of the magnetic pole detected by the magnetic sensor is changed. At the position where the armature coil is advanced by the distance DE in the driving direction, correction is performed to switch the magnetic pole in the same manner as switching of the magnetic pole detected by the magnetic sensor. The switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the magnetic magnet is detected, and when the error distance DE is negative, the armature coil is moved in the driving direction from the switching position of the magnetic pole detected by the magnetic sensor in the driving direction ( MW). − | D E |)
11. The switching of magnetic poles, which is opposite to the switching of magnetic poles detected by the magnetic sensor, is performed to detect a switching position of a magnetic pole formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil. Linear motor drive.
【請求項12】前記補正装置は、前記誤差距離DE が0
であるときには、前記磁気センサが検出した磁極の切り
替わりと同じように磁極を切り替えて、前記電機子コイ
ル上の所定位置での前記界磁マグネットが形成する磁界
の磁極の切り替わり位置を検出する請求項10又は11
記載のリニアモータ駆動装置。
12. The correction device according to claim 1, wherein said error distance DE is zero.
Wherein the magnetic pole is switched in the same manner as the switching of the magnetic pole detected by the magnetic sensor, and the switching position of the magnetic pole of the magnetic field formed by the field magnet at a predetermined position on the armature coil is detected. 10 or 11
The linear motor drive as described.
【請求項13】前記補正装置は、前記距離DECの値を前
記電機子コイルへの通電量に応じて変える請求項10か
ら12のいずれかに記載のリニアモータ駆動装置。
Wherein said correction device includes a linear motor driving device according to any one of the distance D the value of EC claims 10 vary depending on the power supply amount to the armature coils 12.
【請求項14】前記駆動制御装置は、前記補正装置が検
出する前記電機子コイル上の所定位置での磁極の切り替
わり位置に基づき、前記電機子コイルへの通電タイミン
グを検出して、該電機子コイルにパルス通電する請求項
10から13のいずれかに記載のリニアモータ駆動装
置。
14. The drive control device detects an energization timing to the armature coil based on a switching position of a magnetic pole at a predetermined position on the armature coil detected by the correction device. 14. The linear motor driving device according to claim 10, wherein a pulse current is applied to the coil.
【請求項15】前記磁気センサは、前記電機子コイルに
所定の電流値の電流を流して、該電機子コイルを前記界
磁マグネットに沿って移動させるときに、前記誤差距離
E が0となる位置に配置されている請求項10から1
4のいずれかに記載のリニアモータ駆動装置。
15. The magnetic sensor by supplying a current having a predetermined current value to the armature coils, when moving along the armature coil to said field magnet, and the error distance D E 0 Claims 10 to 1 which are arranged at different positions
5. The linear motor driving device according to any one of 4.
【請求項16】所定方向に直線的にN極の磁極とS極の
磁極が交互に並ぶ界磁マグネットと、 前記界磁マグネットに臨み、該界磁マグネットに沿って
往復移動することができる電機子コイルと、 前記電機子コイルとともに移動し、該電機子コイル上の
前記所定方向における所定位置での該電機子コイルに作
用する前記界磁マグネットが形成する磁界を検出するた
めの磁気センサと、 前記磁気センサが検出する磁界情報に基づき前記電機子
コイルへの通電制御を行う駆動制御装置とを備え、 前記磁気センサは、前記電機子コイルに所定の電流値の
電流を流して、該電機子コイルを前記界磁マグネットに
沿って移動させるときに、該磁気センサが配置された位
置での、前記界磁マグネットが形成する磁界の磁極の切
り替わり位置と、該磁気センサが検出する対応する磁極
の切り替わり位置との間の距離だけ、前記電機子コイル
上の所定位置から前記所定方向にずれた位置に配置され
ているリニアモータ駆動装置。
16. A field magnet in which N-poles and S-poles are alternately linearly arranged in a predetermined direction, and an electric machine capable of facing the field magnet and reciprocating along the field magnet. A magnetic sensor that moves with the armature coil and detects a magnetic field formed by the field magnet acting on the armature coil at a predetermined position in the predetermined direction on the armature coil; A drive control device that controls energization of the armature coil based on magnetic field information detected by the magnetic sensor, wherein the magnetic sensor supplies a current of a predetermined current value to the armature coil, When the coil is moved along the field magnet, a switching position of a magnetic pole of a magnetic field formed by the field magnet at a position where the magnetic sensor is arranged; A linear motor driving device disposed at a position deviated in the predetermined direction from a predetermined position on the armature coil by a distance from a switching position of a corresponding magnetic pole detected by the motor.
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