特許 6717355 移動体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6717355

(24)【登録日】2020年6月15日

(45)【発行日】2020年7月1日

(54)【発明の名称】移動体

(51)【国際特許分類】

   B60L 13/03 20060101AFI20200622BHJP

   G01D 5/245 20060101ALI20200622BHJP

   H02K 41/02 20060101ALI20200622BHJP

   H02K 41/03 20060101ALI20200622BHJP

   H02P 25/064 20160101ALI20200622BHJP

   H02P 5/46 20060101ALI20200622BHJP

【ＦＩ】

   B60L13/03 J

   G01D5/245 110A

   H02K41/02 Z

   H02K41/03 A

   H02P25/064

   H02P5/46 J

【請求項の数】6

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2018-208401(P2018-208401)

(22)【出願日】2018年11月5日

(62)【分割の表示】特願2017-536661(P2017-536661)の分割

【原出願日】2016年7月4日

(65)【公開番号】特開2019-58060(P2019-58060A)

(43)【公開日】2019年4月11日

【審査請求日】2018年11月29日

(31)【優先権主張番号】特願2015-163940(P2015-163940)

(32)【優先日】2015年8月21日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006297

【氏名又は名称】村田機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100156395

【弁理士】

【氏名又は名称】荒井 寿王

(72)【発明者】

【氏名】花香 敏

(72)【発明者】

【氏名】山田 康武

【審査官】 今井 貞雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２１７０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２８９６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５７７１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ １３／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極が複数配列された磁極区間と、磁極が欠損した磁極欠損区間とを有する磁極経路に沿って移動する移動体であって、
前記磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第１のリニアモータと、
前記磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第２のリニアモータと、
前記移動体の位置を検出するための位置検出センサと、
前記第１のリニアモータの電気角を検出するための第１の電気角検出センサと、
前記第２のリニアモータの電気角を検出するための第２の電気角検出センサと、
を備え、
前記位置検出センサは、前記第１の電気角検出センサと前記第２の電気角検出センサとに挟まれる位置に設けられており、
第１の電気角検出センサが設けられる第１のボギー台車と、
前記第２のリニアモータ及び前記第２の電気角検出センサが設けられる第２のボギー台車と、
前記第１のボギー台車と前記第２のボギー台車との間に連結部材を介して配置されると共に、前記位置検出センサが設けられる中間体と、を更に備える、移動体。

【請求項2】

Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極が複数配列された磁極区間と、磁極が欠損した磁極欠損区間とを有する磁極経路に沿って移動する移動体であって、
前記磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第１のリニアモータと、
前記磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第２のリニアモータと、
前記第１のリニアモータの電気角を検出するための第１の磁極センサと、
前記第２のリニアモータの電気角を検出するための第２の磁極センサと、
前記移動体の位置を検出するための第３の磁極センサと、
を備え、
前記第３の磁極センサは、前記第１の磁極センサと前記第２の磁極センサとに挟まれる位置に設けられており、
前記第１のリニアモータ及び前記第１の磁極センサが設けられる第１のボギー台車と、
前記第２のリニアモータ及び前記第２の磁極センサが設けられる第２のボギー台車と、
前記第１のボギー台車と前記第２のボギー台車との間に連結部材を介して配置されると共に、前記第３の磁極センサが設けられる中間体と、を更に備える、移動体。

【請求項3】

前記中間体に設けられ、物品を支持する支持部をさらに備える、請求項１または２に記載の移動体。

【請求項4】

前記磁極経路は、直線経路とカーブ経路とを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体。

【請求項5】

前記第１のボギー台車と前記第２のボギー台車とは、ボギー中心軸を介して回転可能に構成されている、請求項１または２に記載の移動体。

【請求項6】

前記各ボギー台車と前記中間体とを、相対的に回転可能かつ直動可能に連結する連結器をさらに含む、請求項１または２に記載の移動体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リニアモータを利用して、Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極が複数配列された磁極経路に沿って移動する移動体に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極が複数配列された磁極経路と、リニアモータを有する移動体と、を備える移動体システムが知られている。この種の移動体システムでは、磁極経路の磁束との磁気相互作用によりリニアモータが駆動されることによって、磁極経路に沿って移動体が移動する。特許文献１には、この種の移動体システムが開示されている。

【0003】

この種の移動体システムでは、磁極経路中に、磁極が欠損している磁極欠損区間が存在することがある。

【0004】

この点に関し、特許文献１に記載の移動体システムでは、移動体は、２つのリニアモータと、２つのリニアモータにそれぞれ対応する２つの磁石無検出センサ（例えば、フォトセンサ）と、２つのリニアモータにそれぞれ対応する２つの位置検出センサ（例えば、ホール素子）と、を備える。この移動体は、一方の磁石無検出センサによって一方のリニアモータが磁極欠損区間に位置していることを検出した場合には、他方のリニアモータに切り替えることによって連続駆動を可能にする。また、この移動体は、一方の位置検出センサが磁極欠損区間に位置していることを検出した場合には、他方の位置検出センサに切り替えることによって移動体の位置検出を継続することを可能にする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−２１７０７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

移動体では、位置検出センサが移動体の位置を精度良く検出できることが望まれる。

【0007】

本発明は、移動体の位置を精度良く検出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面に係る移動体は、Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極が複数配列された磁極区間と、磁極が欠損した磁極欠損区間とを有する磁極経路に沿って移動する移動体であって、磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第１のリニアモータと、磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第２のリニアモータと、移動体の位置を検出するための位置検出センサと、第１のリニアモータの電気角を検出するための第１の電気角検出センサと、第２のリニアモータの電気角を検出するための第２の電気角検出センサと、を備える。

【0009】

この移動体では、例えば２台のボギー台車と２台のボギー台車間に連結器を介して配置される中間体とを備える場合において、中間体に位置検出センサを設けることで、磁極経路における直線経路の走行時だけでなくカーブ経路の走行時でも、磁極経路の中心（磁極経路の幅方向の中心）を保って、位置検出センサが移動体の位置を精度良く検出することが可能となる。

【0010】

本発明の一側面に係る移動体は、第１のリニアモータ及び第１の電気角検出センサが設けられる第１のボギー台車と、第２のリニアモータ及び第２の電気角検出センサが設けられる第２のボギー台車と、第１のボギー台車と第２のボギー台車との間に連結部材を介して配置されると共に、位置検出センサが設けられる中間体と、を更に備えていてもよい。

【0011】

本発明の一側面に係る移動体は、Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極が複数配列された磁極区間と、磁極が欠損した磁極欠損区間とを有する磁極経路に沿って移動する移動体であって、磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第１のリニアモータと、磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第２のリニアモータと、第１のリニアモータの電気角を検出するための第１の磁極センサと、第２のリニアモータの電気角を検出するための第２の磁極センサと、移動体の位置を検出するための第３の磁極センサと、を備える。

【0012】

この移動体では、例えば２台のボギー台車と２台のボギー台車間に連結器を介して配置される中間体とを備える場合において、中間体に第３の磁極センサを設けることで、磁極経路における直線経路の走行時だけでなくカーブ経路の走行時でも、磁極経路の中心（磁極経路の幅方向の中心）を保って、第３の磁極センサが移動体の位置を精度良く検出することが可能となる。

【0013】

本発明の一側面に係る移動体は、第１のリニアモータ及び第１の磁極センサが設けられる第１のボギー台車と、第２のリニアモータ及び第２の磁極センサが設けられる第２のボギー台車と、第１のボギー台車と第２のボギー台車との間に連結部材を介して配置されると共に、第３の磁極センサが設けられる中間体と、を更に備えていてもよい。

【0014】

本発明の一側面に係る移動体は、中間体に設けられ、物品を支持する支持部をさらに備えていてもよい。

【0015】

本発明の一側面に係る移動体では、磁極経路は、直線経路とカーブ経路とを有していてもよい。

【0016】

本発明の一側面に係る移動体では、第１のボギー台車と第２のボギー台車とは、ボギー中心軸を介して回転可能に構成されていてもよい。

【0021】

本発明の一側面に係る移動体は、各ボギー台車と中間体とを、相対的に回転可能かつ直動可能に連結する連結器をさらに含んでいてもよい。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、移動体の位置を精度良く検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】一実施形態に係る移動体システムを示す図である。

【図2】図１に示す移動体システムにおける移動体を示す図である。

【図3】図２に示す磁極コンバータ（変換部、制御部、スムージング部）の動作であって、第１の電気角検出センサが磁極欠損区間に位置していないときの磁極コンバータの動作を示す図である。

【図4】図２に示す磁極コンバータ（変換部、制御部、スムージング部）の動作であって、第１の電気角検出センサが磁極欠損区間に位置しているときの磁極コンバータの動作を示す図である。

【図5】図２に示す位置コンバータ（変換部、制御部）の動作であって、位置検出センサが磁極欠損区間に位置していないときの位置コンバータの動作を示す図である。

【図6】図２に示す位置コンバータ（変換部、制御部）の動作であって、位置検出センサが磁極欠損区間に位置しているときの位置コンバータの動作を示す図である。

【図7】第１の電気角検出センサから磁極欠損区間に侵入する場合の電気角補間処理を示す図である。

【図8】位置検出センサから磁極欠損区間に侵入する場合の電気角補間処理を示す図である。

【図9】変形例に係る移動体システムの主要部を示す図である。

【図10】図９に示す磁極欠損区間検出部におけるフォトセンサのタイミングチャートを示す図である。

【図11】変形例に係る移動体システムの主要部を示す図である。

【図12】図１１に示す磁極欠損区間検出部におけるフォトセンサのタイミングチャートを示す図である。

【図13】変形例に係る移動体システムの主要部を示す図である。

【図14】変形例に係る移動体システムの主要部を示す図である。

【図15】図１４に示す連結器の周辺構造を拡大して示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

【0025】

図１は、一実施形態に係る移動体システム及び一実施形態に係る移動体を示す図である。図１に示す移動体システム１は、移動体１００と、磁極経路２００とを備える。

【0026】

磁極経路２００には、Ｎ極の磁石２１１とＳ極の磁石２１２とが交互に所定のピッチ（例えば、３３ｍｍ）で一列に配置されている。換言すれば、磁極経路２００には、Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極２１３が複数配列されている。移動体１００は、リニアモータを利用することによって、磁極経路２００に沿って移動する。

【0027】

移動体システム１の一例としては、天井に設置された軌道（磁極経路）２００に沿って搬送台車（移動体）１００が走行する天井走行車のシステムがある。この種の移動体システム１では、軌道２００が数ｋｍであり、搬送台車１００が３００台〜４００台であることがある。なお、移動体は、地上を走行する搬送台車でも良く、或いは、搬送台車でなくても良い。例えば、移動体は、搬送台車以外の他の台車や、ロボットアーム等であってもよい。

【0028】

この種の移動体システムでは、磁極経路の長さは、例えば工場のレイアウトによって様々に変化し、上記した所定のピッチ（例えば、３３ｍｍ）の整数倍とは限らない。また、磁極経路における直線経路とカーブ経路との連結部では、上記した所定のピッチ（例えば、３３ｍｍ）で磁石を配列することが困難である。このような理由により、図３〜図６に示すように、磁極経路２００は、一対の磁極２１３が所定のピッチ（例えば、６６ｍｍ）で複数配列された磁極区間２１０と、磁極が欠損した磁極欠損区間２２０と、を有する。

【0029】

図２は、図１に示す移動体システムにおける移動体を示す図である。図１及び図２に示す移動体１００は、第１及び第２のリニアモータ１１，１２と、第１及び第２の電気角検出センサ２１，２３と、位置検出センサ２２と、センサインターフェース３０と、コントローラ４０と、第１及び第２のサーボアンプ５０，６０と、を備える。本実施形態では、移動体の移動方向Ｘの前側から順に、第１の電気角検出センサ２１、第１のリニアモータ１１、位置検出センサ２２、第２のリニアモータ１２、及び、第２の電気角検出センサ２３が配置されている。

【0030】

第１及び第２のリニアモータ１１，１２は、例えば３相リニアモータであり、磁極経路２００の磁束との磁気相互作用により駆動する。第１のリニアモータ１１の磁界は、第１のサーボアンプ５０からの交流の駆動電流によって制御される。第２のリニアモータ１２の磁界は、第２のサーボアンプ６０からの交流の駆動電流によって制御される。第１のリニアモータ１１と第２のリニアモータ１２とは、移動体１００の移動方向（磁極経路２００の経路方向）Ｘにおいて異なる位置に配置されている。

【0031】

第１の電気角検出センサ２１は、磁極経路２００の磁極を検出する磁極センサ（MagneticPole Sensor：ＭＰＳ）であり、例えばホール素子を含む。このような構成により、第１の電気角検出センサ２１は、Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極２１３を１周期とする磁極経路２００の磁束に応じた位相角を出力する。なお、後述するように、この磁極センサが出力する位相角は主に第１のリニアモータ１１の電気角のために用いられるため、この磁極センサを第１の電気角検出センサと称する。

【0032】

同様に、第２の電気角検出センサ２３は、磁極経路２００の磁極を検出する磁極センサ（MagneticPole Sensor：ＭＰＳ）であり、例えばホール素子を含む。このような構成により、第２の電気角検出センサ２３は、Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極２１３を１周期とする磁極経路２００の磁束に応じた位相角を出力する。なお、後述するように、この磁極センサが出力する位相角は主に第２のリニアモータ１２の電気角のために用いられるため、この磁極センサを第２の電気角検出センサと称する。

【0033】

位置検出センサ２２は、磁極経路２００の磁極を検出する磁極センサ（MagneticPole Sensor：ＭＰＳ）であり、例えばホール素子を含む。このような構成により、位置検出センサ２２は、Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極２１３を１周期とする磁極経路２００の磁束に応じた位相角を出力する。なお、後述するように、この磁極センサが出力する位相角は主に移動体１００の位置検出のために用いられるため、この磁極センサを位置検出センサと称する。

【0034】

第１及び第２の電気角検出センサ２１，２３、及び、位置検出センサ２２は、検出する磁極経路２００の磁束に基づいて、磁極欠損区間２２０に位置しているか否かの判定を行う機能を有している。第１及び第２の電気角検出センサ２１，２３、及び、位置検出センサ２２は、磁極欠損区間２２０に位置していないときには、出力が有効状態であることを示す信号（Validation）を出力し、磁極欠損区間に位置しているときには、出力が無効状態であることを示す信号（Validation）を出力する。

【0035】

第１の電気角検出センサ２１と位置検出センサ２２と第２の電気角検出センサ２３とは、移動体１００の移動方向（磁極経路２００の経路方向）Ｘにおいて異なる位置に配置されている。第１の電気角検出センサ２１と第２の電気角検出センサ２３とは、協働して、移動体１００の移動方向（磁極経路２００の経路方向）Ｘにおいて位置検出センサ２２を挟み込むように配置される。換言すると、第２の電気角検出センサ２３は、移動体１００の移動方向Ｘにおいて、第１の電気角検出センサ２１と共に位置検出センサ２２を挟み込むように配置される。

【0036】

このように、本実施形態では、リニアモータの電気角を検出するためのセンサが１つのリニアモータに対して１つずつ設けられており、移動体の位置を検出するためのセンサが移動体に対して１つ設けられている。

【0037】

センサインターフェース３０は、磁極コンバータ（Magnetic PoleConverter）３１と、位置コンバータ（Position Converter）３２と、移動距離計測部３４と、区間長推定部３５と、を有する。なお、磁極コンバータ３１及び位置コンバータ３２が、特許請求の範囲に記載の変換部及び制御部として機能する。磁極コンバータ３１が、特許請求の範囲に記載のスムージング部として機能する。

【0038】

図３は、図２に示す磁極コンバータ（変換部、制御部、スムージング部）の動作であって、第１の電気角検出センサが磁極欠損区間に位置していないときの磁極コンバータの動作を示す図である。図４は、図２に示す磁極コンバータ（変換部、制御部、スムージング部）の動作であって、第１の電気角検出センサが磁極欠損区間に位置しているときの磁極コンバータの動作を示す図である。

【0039】

磁極コンバータ３１は、以下に示すように変換部として機能する。図３（ａ）に示すように、第１の電気角検出センサ２１が磁極欠損区間２２０に位置していない場合、磁極コンバータ３１は、第１の電気角検出センサ２１から有効状態信号（Validation）を受けて、図３（ｂ）に示すように、第１の電気角検出センサ２１が出力する位相角に基づいて、磁気相互作用により推力を得るための第１のリニアモータ１１の磁界の電気角（Magnetic Pole）、すなわち、第１のリニアモータ１１の駆動電流の電気角を導出する。具体的には、磁極コンバータ３１は、第１の電気角検出センサ２１が出力する位相角に、第１のリニアモータ１１と第１の電気角検出センサ２１との距離に応じたオフセット角を加算して、第１のリニアモータ１１の電気角とする。磁極コンバータ３１は、導出した第１のリニアモータ１１の電気角（Magnetic Pole）を第１のサーボアンプ５０へ供給する。

【0040】

磁極コンバータ３１は、以下に示すように制御部（セレクタ）として機能する。図４（ａ）に示すように、第１の電気角検出センサ２１が磁極欠損区間２２０に位置している場合、磁極コンバータ３１は、第１の電気角検出センサ２１から無効状態信号（Validation）を受けて、図４（ｂ）に示すように、第１の電気角検出センサ２１の出力から位置検出センサ２２の出力に切り替えて、第１のリニアモータ１１の電気角の補間を行う。本実施形態では、磁極コンバータ３１は、以下に示すように２種の電気角補間処理を行う。

【0041】

（第１の電気角補間処理）
磁極コンバータ３１は、定期的に、電気角検出センサから位相角を取り込み、リニアモータの電気角を導出する。そのため、第１の電気角補間処理では、切替前の電気角（第１の電気角検出センサ２１が検出した位相角に基づき導出される電気角）に、切替後の位置検出センサ２２が検出する位相角の変位量を加算することにより、第１のリニアモータ１１の現在の電気角とする。この第１の電気角補間処理は、リニアモータとその電気角検出センサとのうちの電気角検出センサから磁極欠損区間に侵入する場合、換言すれば、リニアモータが駆動しているときに、その電気角検出センサが磁極欠損区間に侵入する場合に用いられる。

【0042】

（第２の電気角補間処理）
第２の電気角補間処理では、位置検出センサ２２が出力する位相角に基づいて第１のリニアモータ１１の電気角を直接導出する。具体的には、磁極コンバータ３１は、位置検出センサ２２が出力する位相角に、位置検出センサ２２と第１のリニアモータ１１との距離に応じたオフセット角を加算して、第１のリニアモータ１１の電気角を導出する。この第２の電気角補間処理は、リニアモータとその電気角検出センサとのうちのリニアモータから磁極欠損区間に侵入する場合、換言すれば、リニアモータが駆動停止した後に、その電気角検出センサが磁極欠損区間に侵入する場合に用いられる。

【0043】

磁極コンバータ３１は、スムージング部として機能し、第１の電気角検出センサ２１が磁極欠損区間２２０から抜けるときに、位置検出センサ２２の出力に対する第１の電気角検出センサ２１の出力の合成比率を次第に高めるように、位置検出センサ２２の出力と第１の電気角検出センサ２１の出力とを合成する。このスムージング処理は、後述するように、第１の電気角検出センサ２１が無効状態から有効状態に復帰した直後に第１の電気角検出センサ２１の出力を使用する場合に用いられ、第２の電気角補間処理と組み合わせて用いられる。

【0044】

同様に、磁極コンバータ３１は、変換部として機能し、図３（ａ）に示すように、第２の電気角検出センサ２３が磁極欠損区間２２０に位置していない場合、第２の電気角検出センサ２３から有効状態信号（Validation）を受けて、図３（ｃ）に示すように、第２の電気角検出センサ２３が出力する位相角に基づいて、磁気相互作用により推力を得るための第２のリニアモータ１２の磁界の電気角（Magnetic Pole）、すなわち、第２のリニアモータ１２の駆動電流の電気角を導出する。具体的には、磁極コンバータ３１は、第２の電気角検出センサ２３が出力する位相角に、第２のリニアモータ１２と第２の電気角検出センサ２３との距離に応じたオフセット角を加算して、第２のリニアモータ１２の電気角とする。磁極コンバータ３１は、導出した第２のリニアモータ１２の電気角（Magnetic Pole）を第２のサーボアンプ６０へ供給する。

【0045】

磁極コンバータ３１は、制御部（セレクタ）として機能し、第２の電気角検出センサ２３が磁極欠損区間２２０に位置している場合、第２の電気角検出センサ２３から無効状態信号（Validation）を受けて、第２の電気角検出センサ２３の出力から位置検出センサ２２の出力に切り替えて、第２のリニアモータ１２の電気角の補間を行う。本実施形態では、磁極コンバータ３１は、以下に示すように２種の電気角補間処理を行う。

【0046】

（第１の電気角補間処理）
磁極コンバータ３１は、定期的に、電気角検出センサから位相角を取り込み、リニアモータの電気角を導出する。そのため、第１の電気角補間処理では、切替前の電気角（第２の電気角検出センサ２３が検出した位相角に基づき導出される電気角）に、切替後の位置検出センサ２２が検出する位相角の変位量を加算することにより、第２のリニアモータ１２の現在の電気角とする。この第１の電気角補間処理は、リニアモータとその電気角検出センサとのうちの電気角検出センサから磁極欠損区間に侵入する場合、換言すれば、リニアモータが駆動しているときに、その電気角検出センサが磁極欠損区間に侵入する場合に用いられる。

【0047】

（第２の電気角補間処理）
第２の電気角補間処理では、位置検出センサ２２が出力する位相角に基づいて第２のリニアモータ１２の電気角を直接導出する。具体的には、磁極コンバータ３１は、位置検出センサ２２が出力する位相角に、位置検出センサ２２と第２のリニアモータ１２との距離に応じたオフセット角を加算して、第２のリニアモータ１２の電気角を導出する。この第２の電気角補間処理は、リニアモータとその電気角検出センサとのうちのリニアモータから磁極欠損区間に侵入する場合、換言すれば、リニアモータが駆動停止した後に、その電気角検出センサが磁極欠損区間に侵入する場合に用いられる。

【0048】

磁極コンバータ３１は、スムージング部として機能し、第２の電気角検出センサ２３が磁極欠損区間２２０から抜けるときに、位置検出センサ２２の出力に対する第２の電気角検出センサ２３の出力の合成比率を次第に高めるように、位置検出センサ２２の出力と第２の電気角検出センサ２３の出力とを合成する。このスムージング処理は、後述するように、第２の電気角検出センサ２３が無効状態から有効状態に復帰した直後に第２の電気角検出センサ２３の出力を使用する場合に用いられ、第２の電気角補間処理と組み合わせて用いられる。

【0049】

このように、磁極コンバータ３１は、制御部として機能し、位置検出センサ２２を、後述する移動体１００の位置検出と第１又は第２のリニアモータ１１，１２の電気角検出とを行うために兼用する。これにより、第１又は第２の電気角検出センサ２１，２３が磁極欠損区間２２０に位置して無効な状態でも、位置検出センサ２２によって電気角を補間し、対応の第１又は第２のリニアモータの駆動を継続することが可能となる。

【0050】

図５は、図２に示す位置コンバータ（変換部、制御部）の動作であって、位置検出センサが磁極欠損区間に位置していないときの位置コンバータの動作を示す図である。図６は、図２に示す位置コンバータ（変換部、制御部）の動作であって、位置検出センサが磁極欠損区間に位置しているときの位置コンバータの動作を示す図である。

【0051】

位置コンバータ３２は、以下に示すように変換部として機能する。図５（ａ）に示すように、位置検出センサ２２が磁極欠損区間２２０に位置していない場合、位置コンバータ３２は、位置検出センサ２２から有効状態信号（Validation）を受けて、図５（ｂ）に示すように、位置検出センサ２２が出力する位相角と、一対の磁極２１３の所定のピッチ長（例えば６６ｍｍ）とに基づいて、移動体１００の位置（Position）を導出する。位置コンバータ３２は、導出した移動体１００の位置（Position）をコントローラ４０、第１及び第２のサーボアンプ５０，６０へ供給する。位置コンバータ３２は、第１及び第２の電気角検出センサ２１，２３、及び、位置検出センサ２２からの有効状態／無効状態を示す信号（Validation）をコントローラ４０へ供給する。

【0052】

位置コンバータ３２は、以下に示すように制御部（セレクタ）として機能する。図６（ａ）に示すように、位置検出センサ２２が磁極欠損区間２２０に位置している場合、位置コンバータ３２は、位置検出センサ２２から無効状態信号（Validation）を受けて、図６（ｂ）に示すように位置検出センサ２２の出力から第２の電気角検出センサ２３の出力に切り替えて、移動体１００の位置（Position）の補間を行う。この位置補間処理では、第２の電気角検出センサ２３が出力する位相角に基づいて移動体１００の位置を直接導出する。具体的には、位置コンバータ３２は、第２の電気角検出センサ２３が出力する位相角と、一対の磁極２１３の所定のピッチ長（例えば６６ｍｍ）とに加え、位置検出センサ２２と第２の電気角検出センサ２３との距離に応じたオフセット角に基づいて、移動体１００の位置を導出する。

【0053】

なお、位置コンバータ３２は、切替前の位置情報（位置検出センサによって検出した位相角の変位量）に、切替後の電気角検出センサが検出する位相角の変位量を加算して、現在の位置情報としてもよい。これによれば、センサの切り替えがあっても、より連続性が高い位置を導出することができる。

【0054】

このように、位置コンバータ３２は、制御部として機能し、第１又は第２の電気角検出センサ２１，２３を、第１又は第２のリニアモータ１１，１２の電気角検出と移動体１００の位置検出とを行うために兼用する。これより、位置検出センサ２２が磁極欠損区間２２０に位置して無効な状態でも、第１又は第２の電気角検出センサ２１，２３によって位置を補間し、位置情報を途切れなく出力することが可能となる。

【0055】

ここで、磁極経路には直線経路とカーブ経路とが存在し、磁極欠損区間は直線経路とカーブ経路との連結部の近傍（連結部の周辺、又は、連結部に近接した位置）に配置されることがある。この形態では、移動体１００が直線経路からカーブ経路へ向けて移動するときに、位置検出センサ２２が磁極欠損区間２２０に位置する場合、移動体１００の移動方向Ｘの後方側に位置する第２の電気角検出センサ２３、すなわち直線経路上に位置する第２の電気角検出センサ２３によって位置を補間してもよい。なお、リニアモータの駆動方法、移動体構造の特性によっては、第１の電気角検出センサ２１によって位置を補間してもよい。

【0056】

移動距離計測部３４は、第１の電気角検出センサ２１が磁極欠損区間２２０に位置するとき、すなわち、第１の電気角検出センサ２１から無効状態信号（Validation）を受けるときに、更に言い換えれば、磁極コンバータ（制御部）３１が第１の電気角検出センサ２１から位置検出センサ２２に切り替えた後、位置検出センサ２２の出力（位相角）に基づいて、移動体１００の移動距離の計測を開始し、計測した移動体１００の移動距離を区間長推定部３５及びコントローラ４０へ供給する。

【0057】

同様に、移動距離計測部３４は、第２の電気角検出センサ２３が磁極欠損区間２２０に位置するとき、すなわち、第２の電気角検出センサ２３から無効状態信号（Validation）を受けるときに、更に言い換えれば、磁極コンバータ（制御部）３１が第２の電気角検出センサ２３から位置検出センサ２２に切り替えた後、位置検出センサ２２の出力（位相角）に基づいて、移動体１００の移動距離の計測を開始し、計測した移動体１００の移動距離を区間長推定部３５及びコントローラ４０へ供給する。

【0058】

位置検出センサ２２が磁極欠損区間２２０に位置するとき、すなわち、位置検出センサ２２から無効状態信号（Validation）を受けるときに、位置コンバータ（制御部）３２によって位置検出センサ２２から第２の電気角検出センサ２３に切り替えた後、移動距離計測部３４は、第１又は第２の電気角検出センサ２１，２３の出力（位相角）に基づいて、移動体１００の移動距離の計測を開始し、計測した移動体１００の移動距離を区間長推定部３５及びコントローラ４０へ供給する。

【0059】

区間長推定部３５は、移動距離計測部３４によって計測した移動体１００の移動距離に基づいて、磁極欠損区間の区間長を推定する。具体的には、第１及び第２の電気角検出センサ２１，２３、及び、位置検出センサ２２から無効状態信号（Validation）を受けてから有効状態信号（Validation）を受けるまでの、すなわち、第１及び第２の電気角検出センサ２１，２３、及び、位置検出センサ２２が磁極欠損区間２２０に位置している間の移動体１００の移動距離に基づいて、磁極欠損区間の区間長を推定する。なお、区間長推定部３５は、移動距離計測部３４によって計測した移動体の移動距離をそのまま磁極欠損区間の区間長にしても良い。

【0060】

コントローラ４０は、ビークルコントローラ（Vehicle Controller）４１と、モーションコントローラ（Motion Controller）４３とを有する。

【0061】

ビークルコントローラ４１は、目標位置（Target Position）、目標速度（Target Velocity）、目標停止距離（Target Stop-distance）等の、移動体の駆動制御情報を、上位コントローラ（図示せず）から取得し、予め記憶している。ビークルコントローラ４１は、これらの情報をモーションコントローラ４３へ供給する。

【0062】

モーションコントローラ４３は、位置コンバータ３２から第１の電気角検出センサ２１の有効状態信号（Validation）を受けると、位置コンバータ３２からの現在位置情報（Position）に基づいて、指令位置に到達するための位置指令（Command Position）を第１のサーボアンプ５０へ供給する。一方、位置コンバータ３２から第１の電気角検出センサ２１の無効状態信号（Validation）を受けると、モーションコントローラ４３は、第１のリニアモータ１１が磁極欠損区間２２０に位置するまで、具体的には、例えば移動距離計測部３４によって計測した移動距離が所定距離に達するまで（一定時間経過するまで）、位置コンバータ３２からの現在位置情報（Position）に基づいて、指令位置に到達するための位置指令（CommandPosition）を第１のサーボアンプ５０へ供給し続ける。そして、第１のリニアモータ１１が磁極欠損区間２２０に位置すると、具体的には、例えば移動距離計測部３４によって計測した移動距離が所定距離に達したら（一定時間経過後）、モーションコントローラ４３は、位置指令（Command Position）を第１のサーボアンプ５０へ供給することを停止する。なお、上記所定距離（一定時間）は、第１の電気角検出センサ２１と第１のリニアモータ１１との距離に基づいて予め設定されればよい。

【0063】

同様に、モーションコントローラ４３は、位置コンバータ３２から第２の電気角検出センサ２３の有効状態信号（Validation）を受けると、位置コンバータ３２からの現在位置情報（Position）に基づいて、指令位置に到達するための位置指令（Command Position）を第２のサーボアンプ６０へ供給する。一方、位置コンバータ３２から第２の電気角検出センサ２３の無効状態信号（Validation）を受けると、モーションコントローラ４３は、第２のリニアモータ１２が磁極欠損区間２２０に位置するまで、具体的には、例えば移動距離計測部３４によって計測した移動距離が所定距離に達するまで（一定時間経過するまで）、位置コンバータ３２からの現在位置情報（Position）に基づいて、指令位置に到達するための位置指令（CommandPosition）を第２のサーボアンプ６０へ供給し続ける。そして、第２のリニアモータ１２が磁極欠損区間２２０に位置すると、具体的には、例えば移動距離計測部３４によって計測した移動距離が所定距離に達したら（一定時間経過後）、モーションコントローラ４３は、位置指令（Command Position）を第２のサーボアンプ６０へ供給することを停止する。なお、上記所定距離（一定時間）は、第２の電気角検出センサ２３と第２のリニアモータ１２との距離に基づいて予め設定されればよい。

【0064】

第１のサーボアンプ（駆動制御部）５０は、位置コントローラ（PositionController）５１と、速度コントローラ（Velocity Controller）５２と、電流コントローラ（Current Controller）５３と、減算器５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃと、微分器５５と、インバータ（Inverter）５６と、電流センサ５７と、を有する。

【0065】

位置コントローラ５１には、減算器５４Ａによって、モーションコントローラ４３からの位置指令が示す目標位置と位置コンバータ３２からの位置情報が示す現在位置との差分を求めたデータ（差分位置データ）が入力される。位置コントローラ５１は、この差分位置データに応じた速度データを出力する。

【0066】

速度コントローラ５２には、微分器５５によって位置コンバータ３２からの位置情報を微分し、減算器５４Ｂによって、この微分データと位置コントローラ５１からの速度データとの差分を求めたデータ（差分速度データ）が入力される。速度コントローラ５２は、この差分速度データに応じた電流値データを出力する。

【0067】

電流コントローラ５３には、電流センサ５７によって第１のリニアモータ１１の現在の電流値を検出し、減算器５４Ｃによって、速度コントローラ５２からの電流値データと電流センサ５７からの現在の電流値（実電流値）に応じたフィードバックデータとの差分を求めたデータ（差分電流値データ）が入力される。電流コントローラ５３は、この差分電流値データに応じた直流の駆動電流を出力する。

【0068】

インバータ５６は、磁極コンバータ３１からの第１のリニアモータ１１の電気角に基づいて、電流コントローラ５３からの直流の駆動電流を交流の駆動電流に変換し、第１のリニアモータ１１を駆動するための駆動電流を生成する。インバータ５６の一例は、ＩＰＭ(Intelligent Power Module)を使用する３相インバータである。

【0069】

同様に、第２のサーボアンプ（駆動制御部）６０は、位置コントローラ（PositionController）６１と、速度コントローラ（Velocity Controller）６２と、電流コントローラ（Current Controller）６３と、減算器６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃと、微分器６５と、インバータ（Inverter）６６と、電流センサ６７と、を有する。

【0070】

位置コントローラ６１には、減算器６４Ａによって、モーションコントローラ４３からの位置指令が示す目標位置と位置コンバータ３２からの位置情報が示す現在位置との差分を求めたデータ（差分位置データ）が入力される。位置コントローラ６１は、この差分位置データに応じた速度データを出力する。

【0071】

速度コントローラ６２には、微分器６５によって位置コンバータ３２からの位置情報を微分し、減算器６４Ｂによって、この微分データと位置コントローラ６１からの速度データとの差分を求めたデータ（差分速度データ）が入力される。速度コントローラ６２は、この差分速度データに応じた電流値データを出力する。

【0072】

電流コントローラ６３には、電流センサ６７によって第２のリニアモータ１２の現在の電流値を検出し、減算器６４Ｃによって、速度コントローラ６２からの電流値データと電流センサ６７からの現在の電流値（実電流値）に応じたフィードバックデータとの差分を求めたデータ（差分電流値データ）が入力される。電流コントローラ６３は、この差分電流値データに応じた直流の駆動電流を出力する。

【0073】

インバータ６６は、磁極コンバータ３１からの第２のリニアモータ１２の電気角に基づいて、電流コントローラ６３からの直流の駆動電流を交流の駆動電流に変換し、第２のリニアモータ１２を駆動するための駆動電流を生成する。インバータ６６の一例は、ＩＰＭ(Intelligent Power Module)を使用する３相インバータである。

【0074】

次に、本実施形態の移動体１００の動作について説明する。図７は、第１の電気角検出センサから磁極欠損区間に侵入する場合の電気角補間処理を示す図である。図８は、位置検出センサから磁極欠損区間に侵入する場合の電気角補間処理を示す図である。なお、移動体１００は、第１のリニアモータ１１及び第２のリニアモータ１２の２モータ駆動で移動することを前提とし、第１のリニアモータ１１及び第２のリニアモータ１２のうち一方のリニアモータが磁極欠損区間に位置する場合に、他方のリニアモータのみ駆動し、磁極経路２００に沿って移動する。

【0075】

（１）第１の電気角検出センサ２１から磁極欠損区間２２０に侵入する場合
まず、図７（ａ）に示すように、第１の電気角検出センサ２１及び位置検出センサ２２が磁極欠損区間２２０に位置しておらず、第１の電気角検出センサ２１及び位置検出センサ２２が有効状態信号（Validation）を出力する場合、磁極コンバータ３１が、第１の電気角検出センサ２１からの位相角に基づいて第１のリニアモータ１１の電気角を導出し、位置コンバータ３２が、位置検出センサ２２からの位相角に基づいて移動体１００の位置（Position）を導出する。すると、モーションコントローラ４３及び第１のサーボアンプ５０によって、第１のリニアモータ１１が駆動される。

【0076】

その後、図７（ｂ）に示すように、第１の電気角検出センサ２１が磁極欠損区間２２０に位置し、第１の電気角検出センサ２１が無効状態信号（Validation）を出力すると、磁極コンバータ３１による上記第１の電気角補間処理によって、前回導出した電気角に、前回から今回までの位置検出センサ２２からの位相角の変位量（移動量）を加算して、第１のリニアモータ１１の電気角を補間する。この際、モーションコントローラ４３及び第１のサーボアンプ５０によって第１のリニアモータ１１の駆動が継続される。

【0077】

移動距離計測部３４によって、第１の電気角検出センサ２１から無効状態信号（Validation）を受けてからの移動体の移動距離を位置検出センサ２２の出力に基づいて計測する。計測した移動距離が予め記憶した所定距離（第１の電気角検出センサ２１と第１のリニアモータ１１との間隔に相当する移動量）になったら（一定時間経過後）、図７（ｃ）に示すように第１のリニアモータ１１が磁極欠損区間２２０に位置するため、モーションコントローラ４３及び第１のサーボアンプ５０によって第１のリニアモータ１１の駆動が停止される。このときには、第２のリニアモータ１２は、磁極欠損区間２２０に位置しておらず、モーションコントローラ４３及び第２のサーボアンプ６０によって、磁極コンバータ３１が導出した電気角に基づき駆動を継続している。上記の電気角は、第２の電気角検出センサ２３が検出する位相角に基づき磁極コンバータ３１によって導出される。なお、第１の電気角検出センサ２１は、磁極欠損区間２２０を抜けているため有効状態に復帰している。

【0078】

第１の電気角検出センサ２１から無効状態信号（Validation）を受けてから有効状態信号（Validation）を受けるまでの移動距離計測部３４によって計測した移動距離に基づいて、区間長推定部３５によって、磁極欠損区間２２０の距離を算出する（磁極欠損区間長の算出）。

【0079】

その後、移動距離計測部３４によって計測した移動距離が予め記憶した所定距離（第１のリニアモータ１１のモータ長に相当する移動量）に達したら（一定時間経過後）、図７（ｄ）に示すように第１のリニアモータ１１が磁極欠損区間２２０から抜けるため、磁極コンバータ３１が導出する電気角に基づいて、モーションコントローラ４３及び第１のサーボアンプ５０によって第１のリニアモータ１１の駆動が再開される。このとき、磁極コンバータ３１は、位置検出センサ２２から第１の電気角検出センサ２１に切り替え、第１の電気角検出センサ２１が検出する位相角に基づいて第１のリニアモータ１１の電気角を導出する。

【0080】

図７（ｄ）に示すように、位置検出センサ２２が磁極欠損区間２２０に位置し、位置検出センサ２２が無効状態信号（Validation）を出力すると、位置コンバータ３２による位置補間処理によって、位置検出センサ２２の出力（位相角）から第２の電気角検出センサ２３の出力（位相角）に切り替えて、移動体１００の位置を補間する。

【0081】

その後、図７（ｅ）に示すように、位置検出センサ２２が磁極欠損区間２２０から抜けて、位置検出センサ２２が有効状態信号（Validation）を出力すると、位置コンバータ３２が、第２の電気角検出センサ２３の出力（位相角）から位置検出センサ２２の出力（位相角）に切り替え戻して、移動体１００の位置を導出する。

【0082】

以上、第１のリニアモータ１１による駆動にて移動体１００の移動方向Ｘに前進するときに第１の電気角検出センサ２１から磁極欠損区間２２０に侵入する場合、すなわち、第１のリニアモータ１１とその電気角検出用の第１の電気角検出センサ２１のうちの第１の電気角検出センサ２１から磁極欠損区間２２０に侵入する場合の動作を説明したが、第２のリニアモータ１２による駆動にて移動体１００の移動方向Ｘに後進するとき（移動方向Ｘの逆方向に移動するとき）に第２の電気角検出センサ２３から磁極欠損区間２２０に侵入する場合、すなわち、第２のリニアモータ１２とその電気角検出用の第２の電気角検出センサ２３のうちの第２の電気角検出センサ２３から磁極欠損区間２２０に侵入する場合の動作も同様である。

【0083】

（２）位置検出センサ２２から磁極欠損区間２２０に侵入する場合
まず、図８（ａ）に示すように、第１のリニアモータ１１が磁極欠損区間２２０に位置し、位置検出センサ２２及び第２の電気角検出センサ２３が有効状態信号（Validation）を出力する場合、磁極コンバータ３１が、第２の電気角検出センサ２３からの位相角に基づいて第２のリニアモータ１２の電気角を導出し、位置コンバータ３２が、位置検出センサ２２からの位相角に基づいて移動体１００の位置（Position）を導出する。すると、モーションコントローラ４３及び第２のサーボアンプ６０によって、第２のリニアモータ１２が駆動される。

【0084】

その後、図８（ｂ）に示すように、位置検出センサ２２が磁極欠損区間２２０に位置し、位置検出センサ２２が無効状態信号（Validation）を出力すると、位置コンバータ３２による位置補間処理によって、位置検出センサ２２の出力（位相角）から第２の電気角検出センサ２３の出力（位相角）に切り替えて、移動体１００の位置を補間する。

【0085】

移動距離計測部３４によって、位置検出センサ２２から無効状態信号（Validation）を受けてからの移動体の移動距離を第２の電気角検出センサ２３の出力に基づいて計測する。計測した移動距離が予め記憶した所定距離（位置検出センサ２２と第２のリニアモータ１２との間隔に相当する移動量）になったら（一定時間経過後）、図８（ｃ）に示すように第２のリニアモータ１２が磁極欠損区間２２０に位置するため、モーションコントローラ４３及び第２のサーボアンプ６０によって第２のリニアモータ１２の駆動が停止される。このときには、第１のリニアモータ１１は、磁極欠損区間２２０に位置しておらず、モーションコントローラ４３及び第１のサーボアンプ５０によって、磁極コンバータ３１が導出した電気角に基づき駆動を継続している。上記の電気角は、第１の電気角検出センサ２１が検出する位相角に基づき磁極コンバータ３１によって導出される。また、このときには、位置検出センサ２２は、磁極欠損区間２２０を抜けているため、有効状態に復帰しており、位置コンバータ３２によって、第２の電気角検出センサ２３の出力（位相角）から位置検出センサ２２の出力（位相角）に切り替え戻して、移動体１００の位置を導出する。

【0086】

位置検出センサ２２から無効状態信号（Validation）を受けてから有効状態信号（Validation）を受けるまでの移動距離計測部３４によって計測した移動距離に基づいて、区間長推定部３５によって、磁極欠損区間２２０の距離を算出する（磁極欠損区間長の算出）。

【0087】

その後、移動距離計測部３４によって計測した移動距離が予め記憶した所定距離（第２のリニアモータ１２のモータ長、及び、第２のリニアモータ１２と第２の電気角検出センサ２３との間隔に相当する移動量）に達したら（一定時間経過後）、図８（ｄ）に示すように第２のリニアモータ１２が磁極欠損区間２２０から抜け、第２の電気角検出センサ２３が磁極欠損区間２２０に位置する。よって、第２の電気角検出センサ２３が無効状態信号（Validation）を出力するため、磁極コンバータ３１による上記第２の電気角補間処理によって、位置検出センサ２２が出力する位相角に基づいて第２のリニアモータ１２の電気角を直接導出し、第２のリニアモータ１２の電気角を補間する。この際、モーションコントローラ４３及び第２のサーボアンプ６０によって第２のリニアモータの駆動が再開される。

【0088】

その後、図８（ｅ）に示すように、第２の電気角検出センサ２３が磁極欠損区間２２０から抜けて、第２の電気角検出センサ２３が有効状態信号（Validation）を出力すると、磁極コンバータ３１によるスムージング機能によって、位置検出センサ２２の出力に対する第２の電気角検出センサ２３の出力の合成比率を次第に高めるように、位置検出センサ２２の出力と第２の電気角検出センサ２３の出力とを合成する。このようにして、例えば一対の磁極のピッチ長（６６ｍｍ）の範囲で移動距離に応じて、位置検出センサ２２の出力から復帰直後の第２の電気角検出センサ２３の出力に次第に切り替える。これにより、位置検出センサ２２及び第２の電気角検出センサ２３の検出点は互いに異なるため、位置検出センサ２２から第２の電気角検出センサ２３にいきなり切り替えることで電気角が不連続となってしまう問題を抑制し、切替前後であってもスムーズな電気角検出を行える。

【0089】

以上、第２のリニアモータ１２による駆動にて移動体の移動方向Ｘに前進するときに位置検出センサ２２から磁極欠損区間２２０に侵入する場合、すなわち、第２のリニアモータ１２とその電気角検出用の第２の電気角検出センサ２３とのうちの第２のリニアモータ１２から磁極欠損区間２２０に侵入する場合の動作を説明したが、第１のリニアモータ１１による駆動にて移動体の移動方向Ｘに後進するときに位置検出センサ２２から磁極欠損区間２２０に侵入する場合、すなわち、第１のリニアモータ１１とその電気角検出用の第１の電気角検出センサ２１とのうちの第１の電気角検出センサ２１から磁極欠損区間２２０に侵入する場合の動作も同様である。なお、この形態が請求項７に記載の形態に相当する。

【0090】

以上説明したように、本実施形態の移動体１００によれば、位置検出センサと電気角検出センサとで移動体の位置検出とリニアモータの電気角検出との役割を分担させる構成において、磁極欠損区間に位置検出センサ及び電気角検出センサの一方のセンサが磁極欠損区間に位置しても、他方のセンサによって、一方のセンサによる移動体の位置検出又はリニアモータの電気角検出との役割を補間することができる。また、磁極欠損区間中の検出のために、別途で代替のセンサを用意する必要がない。

【0091】

本実施形態の移動体１００によれば、電気角検出センサが磁極欠損区間に入って、制御部が位置検出センサに切り替えたときに、リニアモータの駆動をOFFにするのではなく、そこから更に一定距離移動した後に、リニアモータの駆動をOFFにする。そのため、リニアモータの推力低下をぎりぎりまで抑制できる。

【0092】

本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、磁極センサ（第１及び第２の電気角検出センサ、及び、位置検出センサ）によって検出した位相角を位置情報（Position）としたが、磁極センサによって検出した位相角の変位量を位置情報（Position）としてもよい。例えば、任意の基準位置からの位相角の変位量、すなわち移動量を位置情報（Position）としてもよい。より具体的には、位置コンバータ３２によって、位置検出センサ（補間時は電気角検出センサ）が検出した位相角を定期的に取得して位相角の変位量を求め、これを位置情報としてコントローラ４０及びサーボアンプ５０，６０に出力してもよい。なお、基準位置は、移動体の移動開始位置であってもよく、或いは、レールに離散的に配置したバーコードを移動体に設けられたリーダで読み取ることにより取得した座標情報であってもよい。

【0093】

この場合、コントローラ４０及びサーボアンプ５０，６０は、現在位置情報（Position）として、任意の基準位置からの位相角の変位量、すなわち移動量を利用する。具体的には、モーションコントローラ４３は、位置指令（Command Position）として移動量を示す情報をサーボアンプ５０，６０へ供給する。サーボアンプ５０，６０は、モーションコントローラ４３からの位置指令が示す目標位置、位置コンバータ３２からの位置情報としての移動量が示す現在位置、及び、電流センサによって検出したリニアモータの実電流値に応じたフィードバックデータから、リニアモータを駆動するための駆動電流を生成する。

【0094】

本実施形態の構成に加えて、以下のような構成（図９，図１１）を更に備えてもよい。

【0095】

図９は、本実施形態の変形例に係る移動体システムの主要部を示す図である。図９に示すように、移動体１００Ａは、移動体１００において磁極欠損区間検出部７１，７２を更に備える。磁極経路２００Ａの磁極欠損区間２２０には、反射抑制テープ２３０が貼付されていてもよい。

【0096】

磁極欠損区間検出部７１は、第１のリニアモータ１１の横において移動方向に配列された９個の反射型フォトセンサを含む。反射型フォトセンサは、例えば、投光部と受光部とを有し、レール、磁石プレートのバックヨーク又は磁石カバー等の金属性の反射強度が高い部分に光を投光し、その反射光を受光する反射型のフォトセンサである。これらのフォトセンサは、磁極区間２１０では、反射強度が高い金属性の磁石プレートのバックヨークからの反射光を受光してオン状態となり、磁極欠損区間２２０では、反射抑制テープ２３０からの比較的に弱い反射光を受光してオフ状態となる。

【0097】

図１０に、これらのフォトセンサのタイミングチャートを示す。図１０では、移動方向の前側から順にフォトセンサ１〜９としている。なお、磁極ユニットの継ぎ目等で反射光がない状態を検出してしまうことを回避するために、例えば、２つ以上のフォトセンサがオフ状態のときに、磁極欠損区間検出部７１が磁極欠損区間２２０上に位置することを判定するようにしてもよい。

【0098】

図１１は、本実施形態の他の変形例に係る移動体システムの主要部を示す図である。図１１に示すように、磁極経路の磁極欠損区間に代えて、磁極経路２００Ｂの磁極欠損区間２２０の前後に、反射抑制テープ２３０が貼付されていてもよい。

【0099】

図１２に、フォトセンサのタイミングチャートを示す。図１２でも、移動方向の前側から順にフォトセンサ１〜９としている。なお、磁極経路における留め具のネジでの光の乱反射、又は、分岐もしくはカーブ軌道で磁石カバー上を通過する際の汚れもしくは凹凸に起因して誤検出されることを回避するために、以下のパターンを除外した残りのパターンを検出したときに、磁極欠損区間検出部７１が磁極欠損区間２２０上に位置することを判定するようにしてもよい。
フォトセンサ１オフ、及び、フォトセンサ２オフ
フォトセンサ１オフ、及び、フォトセンサ２オフ、及び、フォトセンサ３オフ
フォトセンサ１オフ、及び、フォトセンサ２オフ、及び、フォトセンサ３オフ、及び、フォトセンサ４オフ
フォトセンサ６オフ、及び、フォトセンサ７オフ、及び、フォトセンサ８オフ、及び、フォトセンサ９オフ
フォトセンサ７オフ、及び、フォトセンサ８オフ、及び、フォトセンサ９オフ
フォトセンサ８オフ、及び、フォトセンサ９オフ

【0100】

ここで、例えば一対の磁極を４つ配列する磁極ユニット単位で工場等の磁極経路に施工する場合、これらの磁極ユニットの間に磁極欠損区間が存在する。図９のように磁極欠損区間に反射抑制テープを貼付する場合、施工後にテープを貼付するのに対して、図１１に示すように磁極欠損区間の前後に反射抑制テープを貼付する場合、施工前の磁極ユニット単位でテープを貼付することができ、工事の作業性が比較的によいという利点を有する。一方、図１１に示すように磁極欠損区間の前後に反射抑制テープを貼付する場合、テープ貼付箇所が２か所であるのに対して、図９に示すように磁極欠損区間に反射抑制テープを貼付する場合、テープ貼付箇所が１か所であり、テープの長さを短くすることができる。

【0101】

上記した変形例では、磁極経路の磁極欠損区間、又は、磁極欠損区間の前後に反射抑制テープを貼付したが、反射抑制テープに代えて反射テープが貼付されてもよい。

【0102】

上記した変形例では、磁極欠損区間検出部として複数の反射型フォトセンサを用いたが、複数の反射型フォトセンサに代えて複数のホール素子を用いてもよい。この場合、複数のホール素子は、リニアモータ内部に配置されてもよい。磁極センサ内部に、磁極欠損区間検出部としてホール素子を別途設けても良い。

【0103】

本実施形態では、第１及び第２の電気角検出センサの分解能と位置検出センサの分解能とが同じ場合を想定したが、第１及び第２の電気角検出センサの分解能と位置検出センサの分解能とが異なる場合、すなわち分解能が異なるセンサ間で補間を行う場合、補間する側のセンサの出力を補間される側のセンサの分解能に合わせる補正を行えばよい。

【0104】

また、本実施形態では、位置検出センサ２２としてホール素子を例示したが、図１３に示すように、位置検出センサとしてロータリーエンコーダ２２Ａを用いてもよい。この場合、ロータリーエンコーダの１回転を電気角検出用のホール素子の１周期と対応させればよい。

【0105】

本実施形態では、２つのリニアモータを有する移動体を例示したが、移動体は３つ以上のリニアモータを備えてもよい。

【0106】

本実施形態は、以下のような構成（図１４及び図１５参照）を更に備えてもよい。

【0107】

図１４は、変形例に係る移動体システムの主要部を示す図である。図１４は、天井に敷設された軌道（磁極経路）２００を下方から見た場合における移動体１００の概略図である。図１４（ａ）は、移動体１００が直線経路２０１を走行する直線経路走行時を示す。図１４（ｂ）は、移動体１００がカーブ経路２０２を走行するカーブ経路走行時を示す。図１５は、図１４に示す連結器８６の周辺構造を拡大して示す図である。

【0108】

図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、移動体１００は、２台のボギー台車（第１のボギー台車及び第２のボギー台車）８１と、これらのボギー台車８１間に位置する中間体８２と、を備えている。各ボギー台車８１は、ボギー中心軸８３を介して回転可能に構成されている。各ボギー台車８１と中間体８２とは、連結器８６を介して連結されている。

【0109】

連結器８６は、各ボギー台車８１の車体における移動方向の一端部に接続されたリンク８４と、中間体８２の車体における移動方向の両端部に接続されたリンク８５と、各ボギー台車８１のリンク８４に設けられた軸受８７と、を含む。図１５に示すように、中間体８２のリンク８５には、その延在方向を長手方向とする長孔８８が形成されている。連結器８６では、リンク８５の長孔８８にリンク８４の軸受８７が挿入されることで、リンク８４とリンク８５とが連結される。

【0110】

このような連結器８６は、各ボギー台車８１と中間体８２とを連結し、各ボギー台車８１と中間体８２とを一体として構成する。連結器８６は、リンク８４とリンク８５とを回転可能かつ直動可能に連結する。換言すると、連結器８６では、長孔８８内の軸受８７を起点に、リンク８４とリンク８５とを相対的に回転可能かつ直動可能とする。

【0111】

２台のボギー台車８１の一方には、上記第１のリニアモータ１１及び上記第１の電気角検出センサ２１が設けられている。２台のボギー台車８１の他方には、上記第２のリニアモータ１２及び上記第２の電気角検出センサ２３が設けられている。中間体８２には、上記位置検出センサ２２が設けられている。

【0112】

以上、移動体１００において、位置検出センサ２２は、２台のボギー台車８１間に連結器８６を介して回転可能かつ直動可能に配置される中間体８２に設けられる。よって、直線経路２０１の走行時（図１４（ａ）参照）だけでなくカーブ経路２０２の走行時（図１４（ｂ）参照）でも、移動体１００の各車体の姿勢変化に追従してリンク８４及びリンク８５間が回転かつ直動し、磁極経路２００の中心（磁極経路２００の幅方向の中心）を保って、位置検出センサ２２が移動体１００の位置を精度良く検出できる。更に、各ボギー台車８１には、リニアモータと電気角センサが対としてそれぞれ配置される。そのため、移動体１００では、ボギー台車８１ごとに独立して駆動することができ、リニアモータの電気角の検出にも支障がない。

【0113】

また、移動体１００が搬送台車である場合、搬送対象である物品を支持する支持部（不図示）を、位置検出センサ２２と同様に、中間体８２に設置してもよい。これにより、当該搬送台車において、位置検出センサ２２の位置と、上記支持部（搬送対象の物品）の位置とが対応する（例えば、同一又は近接の位置となる）。そのため、搬送対象の物品を安定して搬送制御できる。特に、半導体ウエハー等のデリケートな物品を搬送する場合には（例えば、当該搬送台車が半導体搬送台車である場合には）、中間体８２に位置検出センサ２２及び上記支持部を配置する構成が有効である。

【0114】

以上に説明したように、移動体は、次のように構成されていてもよい。すなわち、Ｎ極及びＳ極からなる一対の磁極が複数配列された磁極区間と磁極が欠損した磁極欠損区間とを有する磁極経路であって直線経路とカーブ経路とを有する前記磁極経路に沿って移動する移動体において、前記磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第１のリニアモータと、前記磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第２のリニアモータと、前記移動体の位置を検出するための位置検出センサと、前記第１のリニアモータの電気角を検出するための第１の電気角検出センサと、前記第２のリニアモータの電気角を検出するための第２の電気角検出センサと、前記第１のリニアモータ及び前記第１の電気角検出センサが設けられる第１のボギー台車と、前記第２のリニアモータ及び前記第２の電気角検出センサが設けられる第２のボギー台車と、前記第１のボギー台車と前記第２のボギー台車との間に連結部材を介して配置されると共に、前記位置検出センサが設けられる中間体と、を含んでいてもよい。

【0115】

移動体は、Ｎ極とＳ極とからなる一対の磁極が複数配列された磁極区間と、磁極が欠損した磁極欠損区間とを有する磁極経路に沿って移動する移動体であって、磁極経路の磁束との磁気相互作用により駆動する第１のリニアモータを含む複数のリニアモータと、移動体の位置を検出するための位置検出センサと、磁極経路の経路方向において位置検出センサとは異なる位置に配置され、第１のリニアモータの電気角を検出するための第１の電気角検出センサと、位置検出センサ及び第１の電気角検出センサの一方のセンサが磁極欠損区間に位置する場合に、移動体の位置検出及び第１のリニアモータの電気角検出を他方のセンサに兼用させる制御部と、を備えていてもよい。

【0116】

移動体は、複数のリニアモータは、磁極経路の経路方向において第１のリニアモータとは異なる位置に配置される第２のリニアモータを含み、移動体は、経路方向において第１の電気角検出センサと協働して位置検出センサを挟み込むように配置され、第２のリニアモータの電気角を検出するための第２の電気角検出センサを更に含み、制御部は、位置検出センサが磁極欠損区間に位置する場合に、位置検出センサから第１の電気角検出センサ及び第２の電気角検出センサのいずれかに切り替えることにより、切り替えたセンサに移動体の位置検出及び第１のリニアモータの電気角検出を兼用させてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0117】

本発明の一側面によれば、位置検出センサ及び電気角検出センサのうちの何れかのセンサが磁極欠損区間に位置する場合にも、移動体の位置、又は、対応のリニアモータの電気角を検出することができる。

【符号の説明】

【0118】

１…移動体システム、１１…第１のリニアモータ、１２…第２のリニアモータ、２１…第１の電気角検出センサ、２２…位置検出センサ、２２Ａ…ロータリーエンコーダ（位置検出センサ）、２３…第２の電気角検出センサ、３０…センサインターフェース、３１…磁極コンバータ、３２…位置コンバータ、３４…移動距離計測部、３５…区間長推定部、４０…コントローラ、４１…ビークルコントローラ、４３…モーションコントローラ、５０…第１のサーボアンプ、５１…位置コントローラ、５２…速度コントローラ、５３…電流コントローラ、５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ…減算器、５５…微分器、５６…インバータ、５７…電流センサ、６０…第２のサーボアンプ、６１…位置コントローラ、６２…速度コントローラ、６３…電流コントローラ、６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ…減算器、６５…微分器、６６…インバータ、６７…電流センサ、７１，７２…磁極欠損区間検出部、８１…ボギー台車（第１のボギー台車及び第２のボギー台車）、８２…中間体、８４…リンク、８５…リンク、８６…連結器（連結部材）、１００，１００Ａ…移動体、２００，２００Ａ，２００Ｂ…磁極経路、２１０…磁極区間、２１１…Ｎ極の磁石、２１２…Ｓ極の磁石、２１３…一対の磁極、２２０…磁極欠損区間、２３０…反射抑制テープ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】