JPH1094239A - リニアモータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニアモータ装置における可動子の移動位置
を確認してその移動制御に利用し得る簡易な構成の高分
解能で、且つ高感度な位置検出機能を実現する。 【解決手段】 固定子の歯間の溝幅よりも狭く、且つ歯
の配列ピッチ以上の長さを有する磁極を備えたコイル素
子を、その磁極を歯の配列方向に沿わせて可動子に組み
込み、コイル素子を高周波駆動したときの該コイル素子
の磁気抵抗から前記磁極の前記固定子の歯に対する位置
を分解能良く検出する。また複数のコイル素子を歯の配
列ピッチの［１／４］のずれを持たせて平行に設けて位
置センサを構成し、磁気抵抗変化の位相差から前記可動
子の移動方向を判定する。更に一対のコイル素子を歯の
配列ピッチの［１／２］のずれを持たせて平行に配置
し、その出力を差動的に検出することで高感度化を図
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は固定子に対する可動
子の移動を簡易に、且つ確実に検出する機能を備えたリ
ニアモータ装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近時、工作機械や製造装置等に平
面モータ（平面型リニアモータ）が幅広く利用されてい
る。この種の平面モータは、例えば図１および図２に概
略構成を示すように、平板状磁性材料からなる固定子１
と、この固定子１上に所定のギャップを介して対向配置
されたスライダ（可動子）５とからなる。そして該スラ
イダ５に組み込まれたフォーサ６の通電駆動により、ス
ライダ５を前記固定子１上において２次元的に移動する
如く構成されている。

【０００３】尚、上記固定子１は、その主体部をなす平
板状の磁性板２の表面に所定の２次元配列ピッチで複数
の歯３を形成した構造を有する。具体的には上記歯３
は、固定子１の主体部をなす磁性板２の予め平坦化され
た表面に、所定幅の溝（凹部）を所定のピッチで縦横マ
トリックス状に形成することで、これらの溝に囲まれる
突起部として形成される。そして上記溝内には一般的に
合成樹脂等の非磁性材が充填され、固定子１の表面全域
が平坦な平滑面として加工される。また前記スライダ５
に組み込まれるフォーサ６は、互いに直角に配置される
Ｘ軸方向移動用のフォーサ６ｘと，Ｙ軸方向移動用のフ
ォーサ６ｙとからなり、これらの各フォーサ６はそれぞ
れ対をなす電磁石７,７によって実現される。

【０００４】このフォーサ６について簡単に説明する
と、図２に示すようにフォーサ６は、例えばｓｉｎ電流
とｃｏｓ電流とにより所定の位相差を以て通電駆動され
る一対（複数対）の電磁石７,７からなる。上記各電磁
石７,７はその磁極面に、前記固定子１の歯３に対応す
る歯８を所定のピッチで形成したものである。これらの
電磁石７,７は、その歯８が前記固定子１の歯３に対し
て所定のずれを持つように位置決めしてスライダ５に組
み込まれる。そしてフォーサ６は、前記電磁石７,７の
上述した所定の位相差を以った通電駆動と、前記歯８,
３間の位置ずれとの関係により該スライダ５と前記固定
子１との間に磁気的な変位力を生起し、この変位力によ
り前記スライダ５を移動させるものとなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでリニアモータ
装置はその構造上、可動子５の慣性力がその駆動部分に
直接加わるため、起動／停止時に位置ずれが生じ易いと
言う問題がある。しかも可動子５が所定のエアギャップ
を介して固定子１上に対向配置されている構造なので、
可動子１が何らかの外的要因を受けたときにも位置変化
し易いと言う問題もある。特に可動子５の電磁石７,７
の磁極に対峙する固定子１の歯３の配列ピッチが小さい
とき、僅かな外的要因によって位置ずれが生じ易い。

【０００６】そこで従来では、例えば固定子１の基準と
なる所定位置に接触式のリミットスイッチを設けてお
き、可動子５を上記所定位置に移動させたときに該可動
子５によってリミットスイッチが押圧されるか否かを調
べることによって位置ずれの判定がなされている。また
レーザ測長器を用いて可動子５の移動位置を計測しなが
ら、その位置ずれの有無を判定することも行われてい
る。しかし接触式のリミットスイッチを用いる場合、そ
の設置個所が可動子５の動きを妨げない位置、つまり固
定子１の周辺部に限られるので、位置ずれ検出のための
位置が制約されると言う問題がある。しかもレーザ測長
器を用いた場合には、装置が高価格となることが否めな
い。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、可動子の移動量を確実に把握し
ながら、ひいてはその移動位置を確認しながら該可動子
の移動位置制御に利用することのできる機能を備えたリ
ニアモータ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係るリニアモータ装置は、複数の歯を所定
の２次元配列ピッチでマトリックス状に形成した磁性材
料からなる固定子と、この固定子の歯面に所定のギャッ
プを介して対向配置されて電磁石の磁極を上記歯に対峙
させた可動子と、上記電磁石を通電制御して前記可動子
を前記固定子に対して移動させる駆動手段とを具備した
ものであって、前記固定子の歯間の溝幅よりも狭く、且
つ前記歯の配列ピッチ以上のライン長を有する磁極を備
え、該磁極を前記歯の配列方向に沿わせて前記固定子の
歯面に所定のギャップを介して対峙させたコイル素子を
備えた位置センサを前記可動子に組み込み、上記コイル
素子を高周波駆動したときの該コイル素子の磁気抵抗か
ら前記磁極の前記固定子の歯に対する位置を検出する検
出回路を備えて、前記可動子の移動に伴う上記磁気抵抗
の変化の回数からその移動長を検出するようにしたこと
を特徴とするものである。

【０００９】具体的には、例えば固定子の歯間の溝幅の
［１／１０］程度の幅で、且つ歯の配列ピッチの整数倍
の長さの磁極を備えたコイル素子を前記可動子に組み込
み、上記コイル素子の磁極を前記歯の配列方向に沿わせ
て前記固定子の歯面に対峙させる。そして上記コイル素
子を高周波駆動したときに前記磁極が前記固定子の歯に
対峙するか、或いは前記歯間の溝に対峙するかによって
変化する前記コイル素子の磁気抵抗から、前記歯面に対
する磁極の位置、ひいては固定子に対する可動子の位置
を検出し、更には上記磁気抵抗の変化を計数することで
前記磁極の幅方向への移動長（移動距離）を検出するこ
とを特徴としている。

【００１０】また請求項２に記載するように、複数のコ
イル素子を、その磁極のライン方向（長手方向）と交差
する方向（磁極の幅方向）に所定の距離、例えば前記歯
の配列ピッチの［１／４］のずれを持たせて平行に設け
て位置センサを構成し、これらの各コイル素子から検出
される磁気抵抗変化の位相差から前記可動子の移動方向
を判定するようにしたことを特徴としている。

【００１１】更に請求項３に記載するように、前記位置
センサを、前記固定子の歯の２次元配列方向に沿って互
いに直交させてそれぞれ設け、これらをＸ軸方向用セン
サおよびＹ軸方向用センサとしたことを特徴としてい
る。また請求項４に記載するように、前記固定子の歯の
歯幅と歯間の溝幅が等しいとき、一対のコイル素子を、
その磁極のライン方向と交差する方向に前記配列ピッチ
の［１／２］のずれを持たせて平行に設けて位置センサ
とし、上記一対のコイル素子から検出される磁気抵抗の
差分を位置検出出力とすることで、高感度な検出を可能
としたことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
るリニアモータ装置の一実施形態について説明する。こ
の装置は、基本的には前述した図１および図２に示した
モータ構造を有する固定子１と可動子５とからなるリニ
アモータ装置であって、特に図３にその特徴的な構成を
模式的に示すように、前記可動子５にコイル素子１１を
主体とする位置センサ１２を組み込んだことを特徴とし
ている。上記コイル素子１１は、高透磁率のヨーク１１
ａにコイル１１ｂを巻装した構造を有する、所謂高周波
型近接スイッチであって、前記コイル１１ｂを高周波駆
動したとき上記ヨーク１１ａの端部（磁極）の近傍に磁
性体が存在するか否かに応じてその磁気回路を変化させ
る。

【００１３】特にこの実施形態に係るコイル素子１１
は、前記固定子１の歯３をその配列ピッチＰ以下の精度
で高性能に検出し得る分解能を実現するべく、その歯面
に対峙させる磁極の形状（ヨーク１１ａの端面形状）
を、前記固定子１の歯３間に形成される溝幅よりも狭い
幅で、且つ前記歯３の配列ピッチＰの整数倍のライン長
を持つものとして構成されている。そしてその磁極を前
記歯３の配列方向に沿わせて、前記固定子１の歯面に所
定のエアギャップを介して対峙させて、前記可動子５に
組み込まれる。具体的には前記歯３が幅０.５mm，その
配列ピッチＰが１mmである場合、コイル素子１１の磁極
の大きさは幅０.０５mm，長さ４mmに設定され、固定子
１の歯面に対して０.１mm以下のギャップを介して対峙
される。そして可動子５の移動に伴い、前記コイル素子
１１の磁極が複数の歯３に跨って対峙するか、或いは磁
極の全域が前記歯３間の溝部に対峙するかにより、磁極
の幅方向の位置が検出されるようになっている。

【００１４】このようなコイル素子１１を主体とする位
置センサ１２は、固定子１の２次元配列された歯３の配
列方向に沿って、図４に示すようにその磁極の向きを互
いに直交させて２組設けられ、各磁極の幅方向への移
動、つまり歯３の２次元配列された各方向への移動をそ
れぞれ検出する為のＸ軸方向用位置センサ１２ｘおよび
Ｙ軸方向用位置センサ１２ｙとして用いられる。

【００１５】ここで前記コイル素子１１による位置検出
作用について簡単に説明すると、図５に例示するよう
に、高周波駆動されるコイル素子１１の磁極が、固定子
１の溝部に対峙する場合と、歯３に対峙する場合とで、
該コイル素子１１によって形成される磁気回路に違いが
生じる。ちなみにコイル素子１１の磁極が固定子１の溝
部に対峙する場合には、図５(ａ)に示すようにヨーク１
１ａの端部（磁極）から出た磁束はその周囲の空気路を
伝播して該ヨーク１１ａの他端部に入り、ヨーク１１ａ
を通る磁束Φ1は、 Φ1 ＝ Ｎ・Ｉ／(ＲY＋ＲA) となる。但し、上式においてＮはコイルの巻数，Ｉはコ
イルの電流，ＲYはヨークの磁気抵抗，ＲAは空気路の磁
気抵抗である。そして上記ヨーク１１ａの磁気抵抗ＲY
は、空気路の磁気抵抗ＲAが非常に大きく、またヨーク
１１ａの透磁率も大きいので、非常に小さな値となる
（ＲY ≪ ＲA）。

【００１６】これに対してコイル素子１１の磁極が固定
子１の歯３に対峙した場合には、図５(ｂ)に示すように
ヨーク１１ａの端部（磁極）から出た磁束は歯３を通し
て固定子１内に入り込んだ後、その周囲の空気路を伝播
して該ヨーク１１ａの他端部に戻る。この場合における
ヨーク１１ａを通る磁束Φ2は、 Φ2 ＝ Ｎ・Ｉ／(ＲY＋ＲG＋ＲP＋ＲA') となる。但し、ＲGはヨーク１１ａと固定子１の歯３と
の間のギャップＧにおける磁気抵抗，ＲPは固定子１の
磁気抵抗である。

【００１７】ここで上記ギャップＧが十分に小さくてそ
の磁気抵抗ＲGが事実上無視でき、また純鉄からなる固
定子１の磁気抵抗ＲPも十分に小さいとすれば、その磁
気回路が固定子１１を介して形成される分だけ空気路の
磁気抵抗ＲA'が小さくなるので、 ＲY＋ＲA ＞ ＲY＋ＲG＋ＲP＋ＲA' となり、両者の磁束の関係は、 Φ1 ＜ Φ2 となる。つまりコイル素子１１の磁極が歯３に対峙する
と、上述した磁気抵抗の低下に伴って磁束が増え、コイ
ル１１ｂのインダクタンスＬが大きくなる。

【００１８】尚、コイル素子１１からの磁束を受けて固
定子１（歯３）の表面に生じる渦電流は、上記インダク
タンスＬを減少させる作用を持ち、上記磁気抵抗の低減
効果と逆に作用する。しかしこの渦電流の影響を小さく
し、前記磁気抵抗の低減効果だけを強く作用させるに
は、例えばコイル素子１１を駆動する高周波電流の周波
数を多少低めに設定して、渦電流の発生を抑えるように
すれば良い。

【００１９】かくして上述した如く作用するコイル素子
１１を位置センサ２として可動子５に組み込んでなるリ
ニアモータ装置によれば、コイル素子１１の磁極が固定
子１の歯３に対峙しているか、或いは歯３間の溝に対峙
しているかを分解能良く検出することができる。特に磁
極の幅が上記歯３間の溝幅よりも狭く設定されているの
で、具体的には溝幅の［１／１０］程度に設定している
ので、歯３からの磁気的な影響を抑えてその溝を確実に
検出することが可能となる。また磁極の長さについて
は、歯３の配列ピッチよりも十分長く設定しているの
で、具体的に配列ピッチＰの整数倍に設定しているの
で、歯３と磁極との位置関係が該磁極の長手方向に多少
ずれても磁気抵抗の変化が殆ど生じないので、歯３の存
在を確実に検出することができる。

【００２０】尚、上述した説明では、コイル素子１１の
片側の磁極だけを固定子１に対峙させたが、図６に例示
するようにコイル素子１１の両磁極を固定子１に対峙さ
せるようにその構造を変えても良い。このような磁極構
造とすれば、歯３に対峙した状態における前述した空気
路をギャップＧだけとし、空気路の磁気抵抗ＲA'を実質
的になくすことができるので、ヨーク１１ａと固定子１
との磁気的結合を密にしてその検出感度を高めることが
可能となる。この場合においても、前記各磁極の長さを
歯３の配列ピッチＰの整数倍に設定することが望まし
い。また両磁極をその長手方向に沿って一直線に配置
し、歯３の配列に対して同一位置を検出するようにする
ことは勿論のことである。

【００２１】さて図７は前記コイル素子１１を高周波駆
動し、磁極に対峙する歯３の存在によって変化するコイ
ル１１ｂのインダクタンスを検出する検出回路の基本的
な構成を示す図である。この図７に示すように、検出回
路はコイル(Ｌ１)１１ｂに高周波電流を供給する高周波
発振器(ＯＳＣ)２１と、前記コイル１１ｂに直列に介装
された検出抵抗(Ｒ１)２２と、この検出抵抗２２の両端
間に生じる高周波電圧Ｖ１を包絡線検波するダイオード
(Ｄ１)，コンデンサ(Ｃ１)，抵抗(Ｒ２)とからなる検波
回路２３と、その検波出力Ｖ２のレベルを所定の判定閾
値ＶTHにて比較判定するレベル判定器２４とからなる。

【００２２】しかして固定子１に対して可動子５が一定
の速度で移動し、コイル素子１１の磁極が固定子１の歯
３の並び位置から溝の位置へと交互に横切るとき、前述
したコイル素子１１の磁気抵抗変化に伴うインダクタン
スの変化により、検出抵抗２２の両端に生じる高周波電
圧Ｖ１は、図８(ａ)に示すように変化する。そして磁極
が歯３の並びの中心線上に位置したとき、その高周波電
圧Ｖ１は最大レベルとなり、逆に溝の中心位置に対峙し
たとき、その高周波電圧Ｖ１は最小レベルとなる。この
ような高周波電圧Ｖ１のレベル変化を検波回路２３を介
して包絡線検波すると、その検波出力Ｖ２は図８(ｂ)に
示すようになり、これを前記レベル判定器２４において
所定の判定閾値ＶTH、例えば前記包絡線成分の中心レベ
ルで判定すれば、図８(ｃ)に示すように歯３および歯３
間の溝に対応した検出出力を得ることができる。

【００２３】かくしてこのような検出出力をモニタすれ
ば、コイル素子１１の磁極が固定子１の歯３の並び位置
に対峙しているか、或いは溝上に対峙しているかを分解
能良く検出することができる。また上記検出出力の変化
の回数を計数すれば、歯３の配列ピッチＰと相俟って、
その移動長（移動距離）を計測することができ、更には
その変化の速度を計測すれば、可動子５の移動速度等を
検出することも可能となる。この結果、例えば固定子１
上の予め設定された基準位置に可動子５を位置付けた
後、可動子５の移動に伴う上記検出出力の変化の回数を
計測し、また検出出力のレベルを判定すれば、固定子１
に対する可動子５の移動位置を検出することが可能とな
り、ここに簡易にして高精度な位置検出が可能となる。

【００２４】ところで固定子１の歯３の歯幅が、その配
列ピッチＰの［１／２］に設定されている場合、即ち、
歯３の歯幅と歯３間の溝幅とが等しい場合、例えば図９
に示すように２つのコイル素子（Ｌ１,Ｌ２）１１を用
い、これらのコイル素子１１を平行に、且つ前記配列ピ
ッチＰの［１／２］のずれを持たせて配置するようにす
れば良い。具体的には、その間の距離Ｑを Ｑ ＝ (１＋２ｎ) Ｐ／２ ｎ＝0,1,2,3,… として設定するようにすれば良い。２つのコイル素子
（Ｌ１,Ｌ２）１１を上述した如く配置すれば、一方の
コイル素子１１が歯３に対峙しているとき、他方のコイ
ル素子１１は必ず溝に対峙することになるので、各コイ
ル素子１１からそれぞれ検出される電圧Ｖ２は丁度逆相
となる。

【００２５】従って図１０に例示するように、各コイル
素子１１から検波回路２３をそれぞれ介して検出される
電圧出力Ｖ2a,Ｖ2bの差分（差電圧）ＶDEFを作動増幅器
２５を介して検出し、その出力をレベル判定器２４を介
して判定して、その位置検出を行うようにすれば良い。
この場合におけるレベル判定閾値ＶTHとしては、前記各
検波回路２３によってそれぞれ検出されるコイル素子１
１からの検出出力（電圧出力Ｖ2a,Ｖ2b）が、図１１
(ａ)(ｂ)にそれぞれ示すように逆相になり、その差分
（差電圧）ＶDEFが図１１(ｃ)に示すように零交差して
反転する正負対称な電圧波形となるので、その零交差レ
ベル［０］として設定すれば良い。

【００２６】かくしてこのようにして２つのコイル素子
１１を用い、その差動出力ＶDEFを求めて位置検出する
ように位置センサ１２を構成すれば、その検出感度を効
果的に高めることができる。従って前述した分解能の向
上と相俟って、精度の高い位置検出が可能となる。しか
も個々のコイル素子１１から検出される検出出力Ｖ２
は、固定子１とのギャップＧやその駆動周波数、振幅変
化によって変動しやすいが、上述した差動処理によって
上記動作環境の変化に起因する揺らぎを相殺することが
できるので、安定した位置検出が可能となる等の効果が
奏せられる。

【００２７】ところで上述した実施形態に係る位置セン
サ１２にあっては、可動子５の移動に伴うコイル素子１
１の磁気抵抗変化を、検波回路２３の出力電圧Ｖ２の変
化、または差動増幅器２５の出力電圧ＶDEFの変化とし
て検出しているに過ぎないので、その検出位置が固定子
１の歯３の並びの位置であるか、或いは溝の位置である
かの状態しか判定することができない。従って上記出力
電圧Ｖ２,ＶDEFの変化を弁別し、その回数を計数しただ
けでは可動子５の移動の向き、ひいてはその移動の向き
の変化を知ることはできない。

【００２８】そこでこのような移動の向きまでも併せて
検出するべく、例えば前述した如く構成される２つ（２
組）の位置センサ１２を用い、これらの対をなす位置セ
ンサ１２を、例えば図１２に示すように前記歯３の配列
ピッチＰに対して［１／４］のずれを持たせて平行に配
置し、その検出出力の位相を比較判定するように構成す
る。即ち、図１２に示すように２つのコイル素子（Ｌ
１,Ｌ２）１１からなる第１の位置センサ１２と、２つ
のコイル素子（Ｌ３,Ｌ４）１１からなる第２の位置セ
ンサ１２を準備し、これらの位置センサ１２を並行に配
置する。そして図１３に示すように、各位置センサ１２
の出力を、前記検波回路２３および差動増幅器２５から
なる差動検出回路２６にて分解能良く、且つ高感度にそ
れぞれ検出し、その出力を位相比較器２７にて判定する
ように構成する。

【００２９】かくしてこのよう構成した検出回路によれ
ば、可動子５の移動に伴う前記第１の位置センサ１２の
出力（Ａ相）と第２の位置センサ１２の出力（Ｂ相）と
が、図１４に示すようにその配置のずれに起因して［１
／４］ピッチのずれをもって変化するので、Ａ相に対し
てＢ相が進んでいるか（遅れているか）否かを判定する
ことにより、その移動の向きを検知することが可能とな
る。またその位相関係が反転することにより、可動子５
の移動の向きの変化（前進／後退）を検出することが可
能となる。

【００３０】従ってこのような移動の向きの判定結果に
従って、前述した位置センサ１２の出力変化の計数処理
を、アップカウントまたはダウンカウント制御すれば、
可動子５の移動方向と共に、その移動距離を正確に検出
することが可能となる。つまり基準位置からの移動距離
を正確に検出し、固定子１上における可動子の位置を確
実に把握することが可能となる。これ故、従来のように
高価なレーザ測長器を用いなくても、簡易な構成で、し
かも正確に可動子５の移動位置を制御し、その位置ずれ
を補償すること等が可能となる。

【００３１】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えばコイル素子１１の磁極の長さと
しては、少なくとも歯３の配列ピッチ長を確保しておけ
ば十分である。またこの実施形態では平行に配置した２
つのコイル素子１１にて１つの位置センサ１２を実現す
るようにしたが、歯３と溝との幅に応じて３つ以上のコ
イル素子１１を並行に設けて位置センサ１２を構成し、
その分解能と検出感度を高めるようにしても良い。更に
は位置センサ１２を３組以上設けることで、その間の位
相差をより正確に検出するようにすることも可能であ
る。

【００３２】また可動子５の移動によるコイル素子１１
（位置センサ１２）の出力電圧の変化が、その移動距離
に対して三角関数の関係を有するならば、例えば図１２
に示す如き配置された第１および第２の位置センサ１
２,１２の各出力電圧波形ＶDEFから、各位置センサ１２
の位置を三角関数に基づく内挿演算により、より分解能
良く求めることができる。従ってこのような内挿演算の
手法を採用すれば、更にその分解能を高めて固定子１に
対する可動子５の位置を高精度に検出することが可能と
なる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数の歯
を所定の２次元配列ピッチでマトリックス状に形成した
磁性材料からなる固定子と、この固定子の歯面に所定の
ギャップを介して対向配置されて電磁石の磁極を上記歯
に対峙させた可動子と、上記電磁石を通電制御して前記
可動子を前記固定子に対して移動させる駆動手段とを具
備したリニアモータ装置において、前記固定子の歯間の
溝幅よりも狭く、且つ前記歯の配列ピッチ以上のライン
長を有する磁極を備えたコイル素子を、その磁極を前記
歯の配列方向に沿わせて前記固定子の歯面に所定のギャ
ップを介して対峙させて前記可動子に組み込み、上記コ
イル素子を高周波駆動したときの該コイル素子の磁気抵
抗から前記磁極の前記固定子の歯に対する位置を検出す
るようにしている。

【００３４】従って本発明によれば固定子に対する可動
子の位置を、簡易な構造のコイル素子と、このコイル素
子を高周波駆動する検出回路とにより、分解能良くしか
も高感度に検出することができ、前記可動子の移動制御
に有効に活用することが可能となる。また請求項２に記
載するように、複数のコイル素子をその磁極の長手方向
と交差する方向（磁極の幅方向）に、固定子の歯の配列
ピッチの［１／４］のずれを持たせて平行に設け、各コ
イル素子から検出される磁気抵抗変化の位相差を判定す
るので、可動子の移動距離を検出することのみならず、
その移動の向きも効果的に判定することができる。更に
請求項３に記載するように、コイル素子を主体とする位
置センサを、前記固定子の歯の２次元配列方向に沿って
互いに直交させてそれぞれ設け、これらをＸ軸方向用セ
ンサおよびＹ軸方向用センサとしているので、可動子の
移動を２次元的に効率良く検出することができる。

【００３５】また請求項４に記載するように、前記固定
子の歯の歯幅と歯間の溝幅が等しいとき、一対のコイル
素子を、その磁極のライン方向と交差する方向に前記配
列ピッチの［１／２］のずれを持たせて平行に設けて位
置センサとし、上記一対のコイル素子から検出される磁
気抵抗の差分を求めるので、動作条件に左右されること
なしに高い分解能を維持しながら、その検出感度を向上
させ得る等の効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リニアモータ装置の平面構成を概略的に示す
図。

【図２】リニアモータ装置の駆動部の構成を模式的に示
す図。

【図３】本発明の一実施形態に係るリニアモータ装置に
おける特徴的部分の構成を模式的に示す斜視図。

【図４】図３に示すコイル素子の固定子に対する平面的
な配置関係を示す図。

【図５】コイル素子による歯の検出作用を模式的に示す
図。

【図６】コイル素子の高感度化を図るに好適な磁極形状
を示す図。

【図７】コイル素子を高周波駆動し、その磁気抵抗変化
を検出する検出回路の基本的な構成例を示す図。

【図８】高周波駆動されたコイル素子の可動子の移動に
伴う出力電圧変化とその検出作用を示す図。

【図９】差動検出による高感度化を図った位置センサを
構成するコイル素子の配置を示す図。

【図１０】図９に示す位置センサによる差動検出回路の
構成例を示す図。

【図１１】図１０に示す差動検出回路における２つのコ
イル素子を用いた差動検出作用を示す図。

【図１２】可動子の移動方向検出の為の位置センサの配
置構造を示す図。

【図１３】図１２に示す位置センサに対する位相差検出
回路の構成例を示す図。

【図１４】可動子の移動に伴う２つの位置センサの出力
Ａ,Ｂの変化の様子を示す図。

【符号の説明】

１ 固定子 ３ 歯（２次元配列） ５ 可動子（スライダ） ７ 電磁石 １１ コイル素子 １１ａ ヨーク（磁極） １１ｂ コイル（インダクタンス） １２ 位置センサ ２１ 高周波発振器(ＯＳＣ) ２２ 検出抵抗 ２３ 包絡線検波回路 ２４ レベル判定器 ２５ 差動増幅器 ２６ 差動検出回路 ２７ 位相比較回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の歯を所定のピッチで２次元配列し
   て形成した磁性材料からなる固定子と、この固定子に所
   定のギャップを介して対向配置されて電磁石の磁極を上
   記歯に対峙させた可動子と、上記電磁石を通電制御して
   前記可動子を前記固定子に対して移動させる駆動手段
   と、前記可動子に組み込まれて該可動子の前記固定子に
   対する位置を検出する位置センサとを具備し、 前記位置センサは、前記固定子の歯間の溝幅よりも狭
   く、且つ前記歯の配列ピッチ以上のライン長を有する磁
   極を備え、該磁極を前記歯の配列方向に沿わせて前記固
   定子の歯面に所定のギャップを介して対峙させたコイル
   素子からなり、 このコイル素子を高周波駆動したときの該コイル素子の
   磁気抵抗から前記磁極の前記固定子の歯に対する位置を
   検出し、前記可動子の移動に伴う上記磁気抵抗の変化の
   回数からその移動長を検出する検出回路を備えたことを
   特徴とするリニアモータ装置。
2. 【請求項２】 前記位置センサは、その磁極のライン方
   向と交差する方向に前記固定子の歯の配列ピッチに対し
   て所定のずれを持たせて平行に設けられた複数のコイル
   素子からなり、前記検出回路は上記各コイル素子から検
   出される磁気抵抗の位相差から前記可動子の移動方向を
   判定する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載
   のリニアモータ装置。
3. 【請求項３】 前記位置センサは、前記固定子の歯の２
   次元配列方向に沿って互いに直交して設けられたＸ軸方
   向用センサおよびＹ軸方向用センサからなることを特徴
   とする請求項１に記載のリニアモータ装置。
4. 【請求項４】 前記固定子の歯の歯幅と歯間の溝幅とが
   等しいとき、前記位置センサは、その磁極のライン方向
   と交差する方向に前記配列ピッチの［１／２］のずれを
   持たせて平行に設けられた一対のコイル素子からなり、
   前記検出回路は上記一対のコイル素子からそれぞれ検出
   される磁気抵抗の差分を位置検出出力とすることを特徴
   とする請求項１に記載のリニアモータ装置。