JP2569945B2 - リニアエンコーダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LIM（リニアインダクションモータ）式搬
送装置の位置検出および速度検出等に用いて好適なリニ
アエンコーダに関する。

〔従来の技術〕

第３図及び第４図は、従来のLIM式搬送装置の１例を
示したものである。同図において、１はレール、２はレ
ール１の長手方向に沿って所定の間隔で配設されたLIM
の一次側装置、３は搬送台車である。

上記一次側装置２は積層鉄心に巻回された巻線を有
し、この巻線に交流電流が供給されると、進行磁界を発
生する。上記搬送台車３はレール１を抱持するかたちで
該レール１に係合するローラ４、４、・・・を有し、レ
ール１と対向する面には、LIMの二次側導体５が設けら
れている。

このLIM搬送装置を備える搬送システムでは、搬送台
車３がLIMの一次側装置２と対向する位置に到達したこ
とを検出するとともに搬送台車３の走行速度を検出し、
これらの検出結果に基づいて搬送台車３の運行を制御す
る。

これらの検出を行なう手段として、上記LIM式搬送装
置はリニアエンコーダを備えており、このリニアエンコ
ーダはレール１の一次側装置２が設けられている箇所の
裏面に配設された検出器６と、搬送台車３に設けられた
スケール７からなる。スケール７は、第５図に示す如
く、長尺状の磁性板からなるバックプレート８の両面に
巾Ｗの帯状永久磁石９及び10を各々接着してなり、この
帯状永久磁石９及び10は長手方向に沿って一定間隔で極
性が反転する磁化領域9a、9b、・・・、10a、10b、・・
・を有している。検出器６は、第６図に示す如く、帯状
永久磁石９及び10の各々に対向する面に設けられたホー
ル素子11a、11c及び11b、11dを有し、ホール素子11aと1
1cまたホール素子11bと11dはスケール長手方向に上記間
隔の1/2間隔だけ隔てている。

ホール素子11a、11cの出力信号Sa、Scまたホール素子
11b、11dの出力信号SbSdは、第７図に示す如き信号処理
回路（検出回路）12へ供給される。14a、14bはアンプ、
15a、15bは基準電圧V_r1を設定された比較器、16a、16b
はアンドゲート、17a、17bは絶対値回路、18は加算点、
19は基準電圧V_r2を設定された比較器である。この比較
器19は位置信号Spを送出し、アンドゲート16a、16bはこ
の位置信号SpによりゲートされてＡ相パルスPa、Ｂ相パ
ルスPbを交互に送出する。Ａ相パルスPaとＢ相パルスPb
は移動速度に応じたパルス間隔を持ち、搬送台車３の速
度信号としてフィードバックされる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記LIM式搬送装置が水平走行だけでなく、垂直走行
をも行なう搬送システムでは、第２図に示す如く、搬送
台車３がレール水平部1Aからレール垂直曲線部1Bを経由
してレール垂直部1Cへと、またはその逆に走行する。同
図において、2A、2B、2CはLIMの一次側装置である。

この種の搬送システムでは、従来、水平走行時および
垂直走行時は前記のようにリニアエンコーダの出力を信
号処理して搬送台車３の閉ループ速度制御を行なうが、
レール垂直曲線部1Bでは、検出器６は設けず、レール垂
直曲線部1Bに配設されている一次側装置への給電電圧は
予め調整して設定するようにしている。

ところが、搬送台車３の重量は、最大積荷時と空荷時
で異なるので、この給電電圧の調整・設定は厄介で時間
がかかり、調整コストが高くなり、システム全体のコス
トに占めるウエイトが大きいくなる。

勿論、レール垂直曲線部1Bにも検出器６を配設して閉
ループの電圧調整（速度制御）を行なえばよいが、固定
配置の検出器６に対して長尺体である帯状永久磁石９及
び10が曲線軌跡移動するから、第２図に示す如く、帯状
永久磁石９及び10の前部側および後部側が検出器６の検
出点から外れた移動軌跡を描く場合が発生し、一次側装
置2Bへの適性な給電開始タイミングや給電停止タイミン
グを看過したり、搬送台車３の推力不足を招いたりす
る。

本発明は上記問題を解消するためになされたもので、
走行体のカーブ走行時も、磁気検出手段が帯状磁石の一
部を看過することのないリニアエンコーダを提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、帯状磁石が、垂直
曲線部の曲率中心に対して外側となる外側長手方向側縁
の中点の軌跡が、常に、内側長手方向側縁の両端隅み部
の軌跡より外側にある形状を有しており、上記外側長手
方向側縁の中点の軌跡と両端隅み部の軌跡との間もしく
は両軌跡が一致する場合は該軌跡上に磁気検出手段の検
出点が位置する構成とした。

請求項２では、帯状磁石の巾をＷ、帯状磁石の長さを
Ｌ、帯状磁石巾方向中心の移動軌跡の回転半径をＲ、磁
気検出手段の回転半径方向の検出に必要な巾をｍとした
場合、帯状磁石の巾Ｗが、下式 を満足する値である構成とした。

〔作用〕 本発明では、磁気検出手段の検出点が帯状磁石の外側
長手方向側縁の中点の軌跡と両端隅み部の軌跡との間に
位置するように、帯状磁石の巾と長さが決定されている
ので、走行体のカーブ走行時に、帯状磁石の前後端部が
検知されないまま走行体が走行するような事態は防止さ
れる。

〔実施例〕

以下、本発明の１実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、Ｗは帯状永久磁石９、10の巾、Ｌは
帯状永久磁石９、10の長さ、Ｒは帯状永久磁石９、10の
中心Ｏの移動軌跡（搬送台車３が前記したレール垂直曲
線部1Bを走行する時の中心Ｏの移動軌跡）20の半径であ
り、ｍは検出器６の検出に必要な巾（検出巾）ある。ま
た、O_Tは上記移動軌跡（円弧）の中心である。

本実施例では、帯状永久磁石９、10の巾Ｗが下記
（１）式 を満足するように設定してある。

即ち、帯状永久磁石９、10の移動軌跡20の中心O_Tに対
して外側の長手方向側縁F1の中点Ａの軌跡21が、帯状永
久磁石９、10の移動軌跡20の中心O_Tに対してＴ側縁F1よ
り内側の長手方向側縁F2の両端隅み部Ｂ、Ｃの軌跡22の
外側にある。

従って、搬送台車３がレール垂直曲線部1Bを走行する
時、帯状永久磁石９、10の隅み部Ｂ、Ｃの軌跡はＡ点の
軌跡の内側にあり、適当な位置に検出器６を配置すれば
帯状磁石は必ず検出器６の前面を通過し、速度信号がフ
ィードバックされないといった事態が無くなる。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明した通り、帯状磁石の外側長手方向
側縁の中点の軌跡と内側長手方向側縁の両端隅み部の軌
跡との間に磁気検出手段の検出点が位置するので、レー
ル垂直曲線部の一次側装置に磁気検出手段を配設して、
このレール垂直曲線部を走行する走行体にフィードバッ
ク制御をかけることができ、該一次側装置への給電電圧
を予め調整して設定しなくて済むので、その実用的効果
は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を説明するための帯状磁石と検
出器との位置関係を示す図、第２図は従来の問題点を説
明するための帯状磁石と検出器との位置関係を示す図、
第３図はLIM式搬送装置の構成を示す正面図、第４図は
同搬送装置の構成を示す斜視図、第５図はリニアエンコ
ーダの構成を示す斜視図、第６図はリニアエンコーダの
ホール素子と帯状磁石との関係を示す図、第７図はリニ
アエンコーダの検出回路のブロック図である。 ６……磁気検出手段である検出器、12……信号処理回
路、９、10……帯状永久磁石、 20、21、22……軌跡。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直曲線部のある走行経路を走行する走行
   体に取着され該走行体の前後方向に長尺状であってNS極
   が交互に並ぶ磁極列を有する所定長の帯状磁石と、上記
   走行体の軌道側に固定配置され上記磁極列の磁束変化を
   検出する磁気検出手段と、この磁気検出手段の出力信号
   を信号処理する回路とを備えるリニアエンコーダにおい
   て、 帯状磁石が、垂直曲線部の曲率中心に対して外側となる
   外側長手方向側縁の中点の軌跡が、常に、内側長手方向
   側縁の両端隅み部の軌跡より外側にある形状を有してお
   り、上記外側長手方向側縁の中点の軌跡と両端隅み部の
   軌跡との間もしくは両軌跡が一致する場合は該軌跡上に
   磁気検出手段の検出点が位置するよにしたことを特徴と
   するリニアエンコーダ。
2. 【請求項２】帯状磁石の巾をＷ、帯状磁石の長さをＬ、
   帯状磁石中心の移動軌跡の回転半径をＲ、磁気検出手段
   に必要な上記回転半径外方側への検出可能域をｍとした
   場合、帯状磁石の巾Ｗが、下式 を満足する値であることを特徴とする請求項１記載のリ
   ニアエンコーダ。