[发明专利]直线电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种直线电动机(linear motor)。

背景技术

作为电动机，已知有一种利用电磁力使可动件相对于固定件直线性运动的直线电动机(下述专利文献1)。在直线电动机中，检测出伴随着可动件的移动的磁通量的变化，并基于该磁通量的变化，控制电磁线圈的产生磁场，来控制可动件的运动。但是，到目前为止，实际情况是对于精度良好地检测出这样的磁通量的变化、提高直线电动机的控制性没有进行充分的研究。

[专利文献1]日本特开2008-289344号公报

发明内容

本发明目的在于，提供一种使直线电动机的控制性提高的技术。

本发明为了解决上述课题的至少一部分而提出，能够作为以下的方式或者应用例来实现。

[应用例1]一种直线电动机，具备：动子部，其具有多个永磁铁按照相同的极彼此相互对置的方式直线排列的磁铁列，通过电磁力沿着上述磁铁列的排列方向移动；定子部，其具有沿着上述动子部的移动方向排列、接受每一相为不同相位的驱动电流的供给的多相的电磁线圈；和多个磁检测元件，为了控制上述动子部的移动而检测与上述磁铁列的移动相伴的磁通量的变化；上述多个磁检测元件与上述多相的电磁线圈的相对应设置，通过在上述多相的电磁线圈的外周侧沿着上述动子部的移动方向排列，来检测在上述磁铁列的上述永磁铁彼此的边界处沿对应与上述永磁铁的排列方向垂直的方向以放射状延伸的磁通量，在上述磁铁列移动时，输出与上述多相的电磁线圈中分别产生的反向感应电压的波形的相位相等的相位的多相信号波形。

根据该直线电动机，由于多个磁检测元件检测在磁铁列中沿着与永磁铁的排列方向垂直的方向以放射状延伸的磁通量，所以提高了多个磁检测元件对磁通量的变化的检测精度。另外，由于多个磁检测元件输出与伴随着磁铁列的移动而在各相的电磁线圈中产生的反向感应电压的波形的相位相等的相位的信号波形，所以能够更恰当地执行动子部的移动的控制，从而提高直线电动机的控制性。

[应用例2]在应用例1所述的直线电动机中，还具备控制部，所述控制部基于多个磁检测元件输出的至少2相的输出信号，控制上述直线电动机的驱动信号，并且为了控制上述动子部的位置而检测上述动子部的位置。

根据该直线电动机，能够基于与电磁线圈的相对应的磁检测元件的输出信号来控制驱动信号。另外，能够基于这些磁检测元件的输出信号，以高精度检测出动子部的位置。因此，提高了直线电动机的控制性。

[应用例3]在应用例2所述的直线电动机中，上述多相的电磁线圈为3相的电磁线圈，上述多个磁检测元件输出与上述3相的电磁线圈对应的3相的信号波形，上述控制部将上述3相的信号波形变换为与上述磁铁列中的上述永磁铁彼此的边界的位置对应的2相的信号波形，基于上述2相的信号波形检测出上述动子部的位置。

根据该直线电动机，能够基于多个磁检测元件输出的3相的信号，控制3相的电磁线圈。另外，通过将多个磁检测元件输出的3相的信号变换为与磁铁列的位置对应的2相的信号，动子部的位置检测变得容易。因此，进一步提高了直线电动机的控制性。

[应用例4]在应用例1～3中任一项所述的直线电动机中，在上述多个磁检测元件与上述多相的电磁线圈之间配置有后轭，在上述后轭上形成有沿着上述动子部的移动方向的多个狭缝。

根据该直线电动机，由于通过后轭提高电磁线圈的磁效率，并且利用狭缝来分割涡电流的发生区域，所以能够减少后轭中的涡电流损失。

此外，本发明能够以各种方式实现，例如，能够以直线电动机、具备该直线电动机的致动器或操纵装置、直线电动机的控制方法等方式实现。

附图说明

图1是表示直线电动机的构成的概略图。

图2是用于说明针对电磁线圈的电流的控制、和与该控制对应的动子的移动的示意图。

图3是表示位置检测传感器的内部构成的一个例子的概略图。

图4是用于对在电磁线圈中产生的反电动势、和位置检测传感器的传感器输出的关系进行说明的说明图。

图5是表示比较例的直线电动机的构成的概略图。

图6是表示控制直线电动机的控制部的构成的概略图。

图7是表示PWM控制部的内部构成与动作的说明图。

图8是表示传感器输出的波形与在PWM部中生成的驱动信号的波形的对应关系的说明图。

图9是表示PWM部的内部构成的一个例子的框图。

图10是表示使动子正方向移动时的PWM部的动作的说明图。