[发明专利]线性电动机的位置检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测通过在磁铁的磁场与线圈中流过电流来获 得推力的线性电动机的位置的线性电动机的位置检测系统。

背景技术

线性电动机的一种即杆式(rob)线性电动机，为如下结构，层叠多个 圆筒形的线圈，并在层叠而制成的线圈的孔内插入芯杆。在芯杆交替排列 N极以及S极的磁极。在分为U/V/W相的三相的线圈流过每120°相位不 同的三相电流，并在产生了线圈的轴线防线移动的移动磁场时，芯杆通过 移动磁场获得推力，与移动磁场的速度同步来进行直线运动。

为了控制芯杆的运动，需要检测芯杆的位置。以往，作为检测芯杆位 置的传感器，周知由磁尺和磁传感器构成的磁编码器(参照专利文献1)。 例如，在定子的线圈侧，贴上交替地磁化了N极以及S极的磁尺，在动子 的芯杆侧，安装检测磁尺的磁场大小的磁传感器。

如图33所示，在磁尺41，出现从N极的中心向S极的中心的磁力线 42。磁传感器43，检测磁尺41所产生的磁场的大小。磁场的大小，在磁 传感器靠近N极以及S极的分界时最大，在靠近N极以及S极的中心时 最弱。通过检测磁场的大小，可以知道相对于磁尺41的磁传感器43的位 置。 [专利文献1]特许第3036274号公报

但是，在以往的磁的编码器中，需要高精度地管理磁尺与磁传感器之 间的间隙。在芯杆的移动中也必需将该距离保持一定。其原因是，如图34 所示，如果磁传感器43的距离从(1)的位置偏离至(2)的位置，则作 用于磁传感器43的磁场将变小，磁传感器43所输出的正弦波状信号也从 (1)变小至(2)。由于从磁传感器43所输出的正弦波状信号的大小来 求得磁传感器43的位置，因此在磁传感器43所输出的正弦波状信号变小 时，不能求得磁传感器43的正确位置。

这种间隙的管理，是使将磁尺以及磁传感器安装于线性电动机的操作 变得困难，因而成为成本提高的主要原因。为了解决该问题，考虑到如下 方法，如图35所示，在磁尺41的对侧也设置一个磁传感器43，取两者的 差值来补偿距离的偏离。但是，这种方法带来了磁传感器43的个数增多。

发明内容

因此，本发明目的是提供一种不需要严格管理传感器的安装精度，可 以更加廉价地实现的位置检测系统。

为了解决上述课题，技术方案1中所述的发明，为一种线性电动机的 位置检测系统，具有：线性电动机，其含有N极以及S极的磁极交替排列 于轴线方向的动子或者定子的一方，包含多个线圈的动子或者定子的另一 方，该线性电动机通过所述一方产生的磁场与所述另一方的所述线圈中流 过电流获得用于直线运动的推力；磁传感器，其含有由磁场的方向而电阻 值发生变化的磁阻元件，伴随通过对于所述定子所述动子的相对的直线运 动所产生的所述磁场的方向的变化，输出具有90°相位差的正弦波状信号 以及余弦波状信号；位置检测电路，其基于所述正弦波状信号以及所述余 弦波状信号，检测对于所述定子的所述动子的相对的位置

技术方案2所述的发明，在所述技术方案1所述的线性电动机的位置 检测系统的基础上，所述位置检测电路，具有：A/D转换器，其将所述正 弦波状信号以及所述余弦波状信号以规定的周期进行采样从而转换为数 字数据；相位角数据计算机构，其从转换为所述数字数据的正弦分量和余 弦分量，求得相位角数据；脉冲信号输出机构，其生成对应相位角数据的 脉冲信号。

技术方案3所述的发明，在所述技术方案1或者2所述的线性电动机 的位置检测系统的基础上，作为所述动子或者所述定子的一方所述线性电 动机具有芯杆，该芯杆结构如下，在轴线方向的两端部附着N极以及S 极的磁极的多个磁铁按照相邻的磁铁的N极彼此以及S极彼此以相面对的 方式在轴线方向排列，并且在相邻的磁铁之间介入软磁性材料；作为所述 动子或者所述定子的另一方，所述线性电动机是具有围绕所述芯杆的多个 线圈的杆式线性电动机。

技术方案4所述的发明，在所述技术方案3所述的线性电动机的位置 检测系统的基础上，所述线性电动机，进一步具有：线圈收容箱，其收容 所述多个线圈；磁传感器收容箱，其设置于所述线圈收容箱的所述轴线方 向的一端，具有收容所述磁传感器的磁传感器插入部；填充材料，其填充 于所述磁传感器收容部，将所述磁传感器固定于所述磁传感器收容部；所 述磁传感器收容部以及所述填充材料的至少一方，比所述线圈收容部热传 导率低。