JPH10248234A - リニアdcブラシレスモータ - Google Patents
リニアdcブラシレスモータInfo
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- JPH10248234A JPH10248234A JP9067409A JP6740997A JPH10248234A JP H10248234 A JPH10248234 A JP H10248234A JP 9067409 A JP9067409 A JP 9067409A JP 6740997 A JP6740997 A JP 6740997A JP H10248234 A JPH10248234 A JP H10248234A
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Abstract
て可動子を所望位置に停止させることができるリニアD
Cブラシレスモータを提供する。 【解決手段】 停動トルクの発生する推力平衡可能位置
にて安定させて可動子10を停止させる。ここで、該推
力平衡可能位置では、ホール素子30A、30B、30
Cの内の一つの検出信号が切り替わるので、該ホール素
子の検出信号のみでは検出精度(分解能)が低下する。
このため、ホール素子の出力と共に、該ホール素子から
偏位配置された補助用ホール素子32A、32B、32
Cにて、精度を高めて位置を検出することで、安定した
停止動作を実現する。
Description
搬送等に用いられるリニアDCブラシレスモータに関
し、特に、位置を検出しながら可動子を走行させ、指定
された位置で可動子を停止することのできるリニアDC
ブラシレスモータに関するものである。
ータの動作原理について説明する。リニアモータの固定
子120は、複数のコイル122A、122B、122
C・・・をリニアモータの長手方向に配設して成る。ま
た、可動子110は、永久磁石112を長手方向に沿っ
て極性が交互になるように複数配列してなる。該固定子
120側には、該永久磁石の極性を検出するためのホー
ル素子130C、130A、130Bが配設されてい
る。
は、コイルと永久磁石との間で連続して推力を発生させ
るために、コイルと永久磁石との相対位置を検出し、コ
イルの通電方向を切り換えさせる。例えば、図5中
(イ)に示す位置の可動子110が、或る方向へ通電さ
れたコイル122A、122B、122Cとの間で図中
右方向への推力を発生して右方向へ走行したとする。そ
して、図中(ロ)に示す位置に到達し、可動子110が
推力の発生できなくなると、ホール素子130Bが磁石
12の極性がSからNへ切り替わったことを出力し、コ
イル122Bの通電方向を切り替えさせ、連続して右方
向への推力を発生させる。即ち、該ホール素子は、コイ
ルの通電方向を切り替えないと推力の発生できなくなる
可動子の推力平衡位置を検出するように置かれている。
推力平衡位置は、永久磁石112の幅に沿って3箇所存
在するため、ホール素子130C、130A、130B
は、永久磁石112の幅の1/3を検出できる。例え
ば、永久磁石の幅が24mmであるなら、ホール素子は8
mmピッチで可動子110の位置を検出し得ることとな
る。
いる際には、目標の位置に可動子を停止させる必要があ
る。ここで、係る搬送用に用いられるリニアモータに
は、エンコーダ等の分解能の高い位置検出装置が取り付
けられている。即ち、可動子の走行中の位置検出は、上
記ホール素子の出力を計数することにより行い得るが、
該ホール素子の出力では分解能が低く、目標とする停止
位置を正確に検出することができないため、停止位置を
検出する目的だけにエンコーダが取り付けられている。
ストの高いエンコーダを用いることなく高い停止精度を
達成し得るリニアモータの開発を試みた。この方法とし
て、可動子をコイルと磁石の推力の平衡する位置(脱調
位置)で停止させるとの着想を得た。即ち、図5に点線
で示す位置で推力が平衡するため、この位置で積極的に
可動子を停止することを案出した。
が発生した。この課題について図6を参照して説明す
る。図中には、A相、B相、C相として、図5に示すホ
ール素子130A、130B、130Cの出力波形を示
している。そして、図5中に示した点線と同様に、図6
中にも点線でコイルと磁石の推力の平衡し得る位置を示
す。上述したように、ホール素子は、該推力の平衡する
位置で出力を反転させるよう配設されている。このた
め、例えば、図中の(ロ)で示す点線の位置に停止させ
ようとした際に、この位置は丁度A相(ホール素子13
0A)の出力が、1(ハイ)から0(ロウ)に切り替わ
る位置であるため、この位置(ロ)を検出しようとして
も、A相の出力は0か1か決まらない。従って、位置検
出をB相の出力とC相の出力のみで行うことが必要とな
るが、B・C相の出力では、16mmの範囲で出力が一定
(B相=0、C相=0)、即ち、位置(イ)より左側
か、位置(ハ)よりも右側まで可動子が移動しない限り
B相、C相の出力は反転しない。即ち、該位置(ロ)を
検出しようとしても、分解能の低下している位置である
ため、停止動作を適切に行い得ないという課題が予想さ
れた。
なされたものであり、その目的とするところは、位置検
出用の装置を設けることなく安定させて可動子を所望位
置に停止させることができるリニアDCブラシレスモー
タを提供することにある。
め、本発明は、複数のコイルを長手方向に沿って配列、
或いは、永久磁石を長手方向に沿って極性が交互になる
ように複数配列して成る固定子と、永久磁石を長手方向
に沿って極性が交互になるように複数配列、或いは、複
数のコイルを長手方向に沿って配列して成る可動子と、
前記コイルの通電方向を切り替え、可動子を走行させる
制御手段と、前記永久磁石の極性を検出し、前記可動子
の推力平衡可能位置にて検出信号を切り換えて出力し、
前記制御手段によってコイルの通電方向を切り替えさせ
る複数の磁極検出素子からなる第1磁極センサと、前記
第1磁極センサから長手方向に偏位して配設され、前記
永久磁石の極性を検出する第2磁極センサと、を備える
リニアDCブラシレスモータであって、前記制御手段
が、前記第1磁極センサと第2磁極センサとから可動子
の位置を検出し、推力平衡可能位置にて前記可動子を停
止させることを技術的特徴とする。
停止させるため、停動トルクを発生させることで安定さ
せて停止させることができる。なお、推力平衡位置と
は、コイルを或る方向へ励磁した際に、複数の永久磁石
の推力が打ち消し会って、推力の平衡する位置を言う。
ここで、該推力平衡可能位置では、第1磁極センサの検
出信号が切り替わるため、第1磁極センサの検出信号の
みでは検出精度(分解能)が低下するが、第1磁極セン
サの出力と共に、第1磁極センサから偏位配置された第
2磁極センサの出力を用いることで、精度を高めて位置
を検出するため、安定した停止動作を実現できる。
レスモータの実施形態について図を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施例に係る物品搬送用の磁石可
動型リニアモータの横断面図である。磁石可動型リニア
モータの固定子側は、アルミ又はアルミ合金の押し出し
成形から成るガイドレール40と、ガイドレール40の
上端に形成された固定部40aに取り付けられるコイル
アッセンブリ20と、該コイルアッセンブリ20を覆う
着脱可能なカバー50とから成る。このガイドレール4
0の下端側には走行ローラ16を走行させるための断面
コ字状のレール部40bが形成されている。
20に内蔵される固定子コイル22を臨み対向する磁石
12と、該磁石12を挟持する可動子フレーム14と、
この可動子フレーム14を固定する台車18と、台車1
8と一体に形成された搬送ハンガ19と、該台車18に
対して垂直方向に支持された走行ローラ16とから成
る。なお、磁石12は、図の垂直方向に極性が交互にな
るよう複数個配列されている。また、該磁石12の極性
を検出するためのホール素子30C、30A、30B
(図中にはホール素子30Cのみを示す)がコイルアッ
センブリ20側に取り付けられている。なお、ホール素
子30Cの奥側(紙面裏側)には、補助用ホール素子
が、該ホール素子と同様に配設されている。
水平に配置された6個の固定子コイル22を樹脂封止し
てなる。図示しないが、かかるコイルアッセンブリ20
が、リニアDCブラシレスモータの該ガイドレール40
に沿って複数個配列されて固定子を構成している。
ラシレスモータの制御回路の構成について説明する。リ
ニアDCブラシレスモータは、可動子10の磁石12の
極性を検出するためのホール素子30A、30B、30
C及び、補助用ホール素子32A、32B、32Cが配
設され、これらのホール素子の出力によりマイクロコン
ピュータ62が、可動子10の位置を検出しドライバ回
路60を介してコイルアッセンブリ20を励磁する。コ
イルアッセンブリ20は、固定子コイル22A、22
D、固定子コイル22B、22E、固定子コイル22
C、22Fをスター結線して成る。該ドライバ回路60
は、スイッチ60A、60Bを開閉することにより、上
記固定子コイル22A〜22Fの通電・励磁方向を可動
子10の移動に伴い順次切り換えて行く。
ンブリ20のみを図中に示しているが、図1を参照して
上述したようにコイルアッセンブリ20は、ガイドレー
ル40に沿って複数個配列されている点に注意された
い。また、上記ホール素子30A、30B、30C及び
補助用ホール素子32A、32B、32Cは、コイルア
ッセンブリ20毎に配設されている。
10と、ホール素子30A、30B、30C及び補助用
ホール素子32A、32B、32Cとの位置関係につい
て、図3を参照して説明する。なお、図示の便宜上、コ
イルアッセンブリ20のコイルとして、固定子コイル2
2A、22B、22Cのみを示しており、また、可動子
10の磁石として、一部のみを示している点に注意され
たい。
子10の磁石12の極性を検出するためのホール素子3
0C、30A、30Bが配設されている。ホール素子3
0C、30A、30Bは、コイル22A、22B、22
C及びコイル22D、22E、22F(図2参照)と磁
石12との間で連続して推力を発生させるために、両者
の相対位置を検出し、コイルの通電方向を切り換えるよ
うに配置されている。即ち、該ホール素子は、コイルの
通電方向を切り替えないと可動子側で複数の磁石12相
互の推力が平衡し、可動子を移動させるための推力の発
生できなくなる脱調位置を検出するように置かれてい
る。なお、図中でホール素子による出力が変化する位
置、即ち、ホール素子による可動子の検出位置を点線で
示す。
点線で示す脱調位置は、磁石12毎に3箇所存在するた
め、ホール素子30C、30A、30Bは、永久磁石1
2の幅の1/3を検出できる。本実施態様では、磁石1
2の幅が24mmであるため、ホール素子は8mmピッチで
検出を行い得ることとなる。
32Bが、ホール素子30C、30A、30Bの検出位
置から4mm偏位した検出位置に配設されている。即ち、
該補助用ホール素子は、ホール素子と同様に8mmピッチ
で磁石12を検出できるように配設されているが、ホー
ル素子の取り付け位置から4mm偏位して配設されている
ため、ホール素子の出力の切り替わる図中の点線で示す
位置から4mmずれた、図中に一点鎖線で示す位置にて出
力が切り替わるように配設されている。
0Bと補助用ホール素子32A、32B、32Cの出力
との波形を示す図4を参照して、本実施態様のリニアD
Cブラシレスモータの動作について説明する。図中で、
ホール素子30Aの出力をA相として、また、ホール素
子30Bの波形をB相として、ホール素子30Cの波形
をC相として参照する。また、補助用ホール素子32
A、32B、32Cの出力は、上記ホール素子と同様に
それぞれハイ・ロウを繰り返しているが、これらを図2
に示すマイクロコンピュータ62内の論理回路(図示せ
ず)にて合成して用いているため、該論理回路にて合成
された出力を補助用センサの出力として表す。ここで、
該論理回路は、補助用ホール素子32A、32B、32
Cの内の2個がハイ(1)の際にハイを出力し、2個が
ロウ(0)の際にロウを出力する。
走行中に上記ホール素子30C、30A、30Bの出力
の立ち上がり・立ち下がりを計数することにより現在位
置を把握している。即ち、図中で点線で示す位置におい
てホール素子の出力が変化(立ち上がり・立ち下がり)
するため、例えば、図中右側へ可動子を送っている際に
は、出力が変化したタイミングで計数値をインクリメン
トし、反対に左側へ送っている際には、計数値をデクリ
メントすることによって可動子の位置を把握する。即
ち、該ホール素子からの信号に基づきマイクロコンピュ
ータ62は、フィードバック制御を行いながら可動子の
位置を制御している。
を停止する際に、本実施態様では、可動子の推力の平衡
することが可能な点、即ち、図4中に点線で示す位置に
て可動子を停止させる。例えば、可動子を図中で左方向
から右方向に走行させ、(ホ)の位置に停止させる際に
は、(ニ)の位置を通過(B相の出力の0から1への反
転)後に、補助センサの出力が反転(1から0への反
転)した際に、可動子をロックさせるようにコイルへ通
電する。即ち、(ホ)の位置に停止させるためには、以
下の出力状態でロック通電に切り換える。 A相・・・不問(即ち、0でも1でもよい) B相・・・1 C相・・・0 補助用センサ・・・0
イル22A、22D)とB相(可動子コイル22B、2
2E)とに電流を流し、C相には電流を流さないことに
より、位置(ホ)において可動子の複数の磁石12相互
に反発力、即ち、右方向への推力と左方向の推力を平衡
させた停動トルクを発生させることによって可動子を停
止させる。
を停止させる際には、ホール素子の最小分解能内で位置
決めを行うため「オープン制御」となる。このため、可
能な限り停止場所の近くでロック通電に切り換えること
が動作の安定のために必要となる。ここで、図6を参照
して上述したようにホール素子の出力のみで位置検出す
ると、推力平衡位置は、3個のホール素子の内の1つの
出力が切り替わる位置に相当するため、残りの2個の出
力で位置を検出することとなり、分解能が等価的に低下
する。これに対して、本実施態様では、上記ホール素子
と併せて補助用ホール素子の出力を用いて位置を検出す
るため、ロック通電を停止位置の近傍で開始することが
できる。
一定の電位を印加する方式、即ち、三相中の二相に電圧
を印加して可動子に推力を発生させるタイプのリニアD
Cブラシレスモータを例示したが、本発明の構成は、印
加電圧を調整することで三相同時に電圧を印加する方式
のリニアDCブラシレスモータにも適用し得る。
ルを配置し、可動子側に磁石を配設した磁石可動型リニ
アDCブラシレスモータを例として挙げたが、本発明
は、固定子側に磁石を配置し、可動子側へコイルを配設
するコイル可動型のリニアDCブラシレスモータにも適
用し得る。更に、本発明の構成は、三相のリニアDCブ
ラシレスモータのみでなく、二相或いは四相以上のリニ
アDCブラシレスモータにも適用できる。
を推力平衡可能位置で停止させるため、停動トルクを発
生させて可動子を安定停止させることができる。ここ
で、該推力平衡可能位置では、ホール素子の検出信号が
切り替わるため、該ホール素子の検出信号のみでは検出
精度(分解能)が低下するが、ホール素子と共に、該ホ
ール素子から偏位配置された補助用ホール素子の出力を
用いて精度を高め可動子の位置を検出するため、エンコ
ーダ等の専用の位置測定装置を用いることなく安定した
停止動作を実現できる。
械的構成を示す横断面図である。
御回路を示すブロック図である。
イルと可動子との位置関係を示す説明図である。
出力波形を示す波形図である。
との位置関係を示す説明図である。
である。
サ) 32A、32B、32C 補助用ホール素子(第2磁極
センサ) 40 ガイドレール 60 ドライバ回路 60A、60B スイッチ 62 マイクロコンピュータ(制御手段)
Claims (1)
- 【請求項1】 複数のコイルを長手方向に沿って配列、
或いは、永久磁石を長手方向に沿って極性が交互になる
ように複数配列して成る固定子と、 永久磁石を長手方向に沿って極性が交互になるように複
数配列、或いは、複数のコイルを長手方向に沿って配列
して成る可動子と、 前記コイルの通電方向を切り替え、可動子を走行させる
制御手段と、 前記永久磁石の極性を検出し、前記可動子の推力平衡可
能位置にて検出信号を切り換えて出力し、前記制御手段
によってコイルの通電方向を切り替えさせる複数の磁極
検出素子からなる第1磁極センサと、 前記第1磁極センサから長手方向に偏位して配設され、
前記永久磁石の極性を検出する第2磁極センサと、を備
えるリニアDCブラシレスモータであって、 前記制御手段が、前記第1磁極センサと第2磁極センサ
とから可動子の位置を検出し、推力平衡可能位置にて前
記可動子を停止させることを特徴とするリニアDCブラ
シレスモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06740997A JP3219133B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | リニアdcブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06740997A JP3219133B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | リニアdcブラシレスモータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10248234A true JPH10248234A (ja) | 1998-09-14 |
JP3219133B2 JP3219133B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=13344105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06740997A Expired - Lifetime JP3219133B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | リニアdcブラシレスモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3219133B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002159166A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-05-31 | Yaskawa Electric Corp | リニアモータ用ポールセンサ |
JP2010252532A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Toshiba Mach Co Ltd | リニアモータおよびリニアモータ装置 |
JP2010263681A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Toshiba Mach Co Ltd | リニアモータおよびリニアモータ装置 |
US8350503B2 (en) | 2007-03-16 | 2013-01-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Brushless motor device |
-
1997
- 1997-03-04 JP JP06740997A patent/JP3219133B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002159166A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-05-31 | Yaskawa Electric Corp | リニアモータ用ポールセンサ |
US8350503B2 (en) | 2007-03-16 | 2013-01-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Brushless motor device |
JP2010252532A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Toshiba Mach Co Ltd | リニアモータおよびリニアモータ装置 |
JP2010263681A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Toshiba Mach Co Ltd | リニアモータおよびリニアモータ装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3219133B2 (ja) | 2001-10-15 |
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