特開 2024-51216 位置検出システムおよび移動体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024051216

(43)【公開日】2024-04-11

(54)【発明の名称】位置検出システムおよび移動体

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20240404BHJP

【ＦＩ】

G01D5/245 110L

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022157259

(22)【出願日】2022-09-30

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-05-16

(71)【出願人】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002273

【氏名又は名称】弁理士法人インターブレイン

(72)【発明者】

【氏名】村山 智大

【テーマコード（参考）】

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F077AA25

2F077CC02

2F077CC10

2F077NN17

2F077NN24

2F077PP11

2F077RR02

2F077RR23

(57)【要約】

【課題】軌道に沿って移動する移動体の数にかかわらず、その移動体の位置を検出しやすくする。
【解決手段】位置検出システムは、軌道に沿って移動する移動体の位置を検出する。この位置検出システムは、移動体の移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすように移動体に配置される磁石と、軌道に沿って配置され、それぞれが移動体と対向したときに磁石の磁界の方向を検出する複数のセンサと、センサの検出情報に基づいて、軌道における移動体の位置を特定する位置検出部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軌道に沿って移動する移動体の位置を検出する位置検出システムであって、
前記移動体の移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすように前記移動体に配置される磁石と、
前記軌道に沿って配置され、それぞれが前記移動体と対向したときに前記磁石の磁界の方向を検出する複数のセンサと、
前記センサの検出情報に基づいて、前記軌道における前記移動体の位置を特定する位置検出部と、
を備える、位置検出システム。

【請求項2】

前記移動体として、前記磁石の磁界の方向が互いに異なる複数の移動体を備え、
前記センサは、前記移動体が対向したときに前記磁石の磁界の強さと方向を検出し、
前記位置検出部は、前記複数のセンサのいずれかにより検出される磁界の強さに基づいて前記複数の移動体のいずれかの存在を特定し、検出される磁界の方向に基づいて前記複数の移動体のいずれであるかを特定する、請求項１に記載の位置検出システム。

【請求項3】

前記移動体における前記軌道との対向面に、着磁パターンを有するスケールがさらに設けられ、
前記軌道における前記スケールと対向可能な位置に、前記着磁パターンを読み取り可能な磁気センサが設けられ、
前記位置検出部は、前記磁気センサの検出情報に基づいて、前記移動体の詳細位置を特定する、請求項１又は２に記載の位置検出システム。

【請求項4】

軌道上を移動する移動体であって、
前記軌道に沿って配置される複数のセンサと対向可能な対向面と、
前記対向面に設けられ、前記センサにより磁界の方向が検出される磁石と、
を備え、
前記磁石は、前記移動体の移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすよう、前記移動体に固有の角度で前記対向面に配置されている、移動体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軌道に沿って移動する移動体の位置を検出するシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

能動的な通信手段を持たずに曲軌道上を走行する搬送機を特定する方法として、パッシブ型ＲＦＩＤタグを搬送機に取り付け、そのＩＤ情報を軌道側に配置したＲＦＩＤリーダで読み取る方法がある（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１６／１４７７１４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この方法の問題点として、金属や水分などによってＲＦＩＤの通信可能距離が小さくなること、複数の搬送機が一つのＲＦＩＤリーダに接近した際、二つの搬送機の位置を識別することができないことなどがあった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のある態様は、軌道に沿って移動する移動体の位置を検出する位置検出システムである。この位置検出システムは、移動体の移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすように移動体に配置される磁石と、軌道に沿って配置され、それぞれが移動体と対向したときに磁石の磁界の方向を検出する複数のセンサと、センサの検出情報に基づいて、軌道における移動体の位置を特定する位置検出部と、を備える。

【0006】

本発明の別の態様は、軌道上を移動する移動体である。この移動体は、軌道に沿って配置される複数のセンサと対向可能な対向面と、対向面に設けられ、センサにより磁界の方向が検出される磁石と、を備える。磁石は、移動体の移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすよう、移動体に固有の角度で対向面に配置されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、軌道に沿って移動する移動体の数にかかわらず、その移動体の位置を検出しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る位置検出システムを模式的に表す平面図である。

【図2】移動体の構成を模式的に表す平面図である。

【図3】角度検出用磁石の表面における磁束密度分布の解析結果を表す図である。

【図4】磁気センサの構成を表す図である。

【図5】曲線軌道に配置される検出ヘッドを模式的に表す部分拡大図である。

【図6】磁気センサの機能を表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１は、実施形態に係る位置検出システムを模式的に表す平面図である。
位置検出システム１は、軌道２に沿って移動する移動体４の位置を、軌道２に沿って敷設された磁気センサ６を用いて検出する。軌道２は、所定長さの直線軌道２ａと、曲率半径ｒの曲線軌道２ｂ（円軌道）とを連結して構成され、複数の移動体４が走行しうる。本実施形態では磁気センサ６として、直線軌道２ａに配列される磁気センサ６Ｓと、曲線軌道２ｂに配列される磁気センサ６Ｒが含まれる。これらを特に区別しない場合には、単に「磁気センサ６」と表記する。

【0010】

移動体４は、例えば工具などの所定の対象物を搬送する搬送機であり、外部装置（後述）により移動制御される。軌道２には図示略のレールが設けられ、移動体４は、そのレールにガイドされる車輪を有する。このため、移動体４の移動方向は、軌道２に沿った方向となる。移動体４の底面、つまり移動体４における軌道２との対向面には磁気媒体８が設けられる。一方、軌道２に沿って複数の磁気センサ６が直列にほぼ等間隔で配置されている。その複数の磁気センサ６のいずれかが磁気媒体８の存在を検知することで、移動体４の位置を検出できる。

【0011】

図２は、移動体４の構成を模式的に表す平面図である。
なお、説明の便宜上、水平方向にＸ方向およびＹ方向、鉛直方向にＺ方向を設定する。以下では移動体４の移動方向を「基準方向」とし（一点鎖線矢印参照）、これをＸ方向として説明する。

【0012】

移動体４は、磁気媒体８としてスケール１０および角度検出用磁石１２を有する。スケール１０は、インクリメンタルトラック１４およびアブソリュートトラック１６を含む。インクリメンタルトラック１４には、記録波長λで周期的に磁気記録されたインクリメンタルパターン（着磁パターン）が設けられる。一方、アブソリュートトラック１６には、あるタップシーケンスのＬＦＳＲ（linear feedback shift register）で生成された０と１のビット列に基づき磁気記録されたアブソリュートパターン（着磁パターン）が設けられる。

【0013】

角度検出用磁石１２は、ＸＹ平面内のある向きに一様に磁化されており、移動体４の移動方向である基準方向（一点鎖線矢印参照）に対して磁界の方向が所定角度θｂ（ｋ）をなすように移動体４に配置される。ここで、「ｋ」は移動体４のＩＤ（識別情報）を示す０以上の整数であり、ｋ＜ｋｎ、θｂ（ｋ）＝ｋ×３６０／ｋｎとする。「ｋｎ」はＩＤの総数である。すなわち、軌道２上を走行しうる複数の移動体４のそれぞれについて、磁界の方向θｂ（ｋ）が互いに異なるように角度検出用磁石１２が設けられる。それにより、複数の移動体４のそれぞれについて物理的に固有のＩＤが設定される。

【0014】

角度検出用磁石１２の表面近傍には、ＸＹ平面内の磁束密度の大きさがＢｔ以上かつ、磁界の方向と移動体４の基準方向（Ｘ方向）とのなす角θａがθｂ（ｋ）－δθｂ＜θａ＜θｂ（ｋ）＋δθｂを満たす、ＸＹＺ空間に広がる領域Ａが存在する。磁気センサ６（後述の角度センサ２５）が位置するＸＹＺ座標について、領域Ａの範囲外では角度検出用磁石１２からのＸＹ平面上の磁束密度の大きさはＢｔ未満であるとする。すなわち、領域Ａとの対向位置が、角度検出用磁石１２による磁界の強さおよび方向を検出するのに適した位置となる。

【0015】

図３は、角度検出用磁石１２の表面における磁束密度分布の解析結果を表す図である。本図では、角度検出用磁石１２の磁界の方向をＸ方向に一致させた場合（つまりθａ＝０）の解析結果が示されている。解析で設定した角度検出用磁石１２は３０×２０×２ｍｍの板状磁石である。また、本図は角度検出用磁石の表面からＺ方向に１０ｍｍに位置する平面上の解析結果を示している。

【0016】

本図の中央付近の実線に囲まれた領域は、磁束密度が１７．３ｍＴ以上となる。この領域では磁界の方向が基準方向に対して±１°の範囲内に収まっている。したがって、Ｂｔ＝１７．３ｍＴ、δθｂ＝１°とすると、実線内の領域を領域Ａとみなすことができる。なお、図２に示したように、移動体４の平面視において領域Ａの中心を通るＹ方向の線を基準線Ｌ１とする。本実施形態では、基準線Ｌ１は移動体４の中心線に対応する。

【0017】

図４は、磁気センサ６の構成を表す図である。図４（Ａ）は直線軌道２ａに配置される検出ヘッドを示す模式図であり、図４（Ｂ）は角度センサの配列を表す拡大図である。
図４（Ａ）に示すように、磁気センサ６Ｓは、移動体４の磁気媒体８を検出するための検出ヘッド１８Ｓ（直線部検出ヘッド）を備える。ここで、直線軌道２ａにおいて隣接する検出ヘッド１８Ｓの番号を順に０，１，...，ｎ，...，ｎｍａｘの添え字で示す（図１参照）。複数の検出ヘッド１８Ｓを特に区別しない場合には、添え字を省略する。

【0018】

検出ヘッド１８Ｓは、インクリメンタルセンサユニット２０、アブソリュートセンサユニット２２および角度センサユニット２４の３系列のセンサユニットを備えている。いずれのセンサユニットも検出ヘッド１８Ｓの基準方向（Ｘ方向）に延在する。移動体４が検出ヘッド１８Ｓと対向したとき、両者の基準方向は一致する。角度センサユニット２４は、基準方向に等間隔で配列された複数の角度センサ２５を含む。

【0019】

角度センサユニット２４は、検出ヘッド１８における基準方向の一端から他端にわたって設けられるが、インクリメンタルセンサユニット２０およびアブソリュートセンサユニット２２は、検出ヘッド１８Ｓにおける中央寄りに設けられる。基準方向にみて、角度センサユニット２４はインクリメンタルセンサユニット２０およびアブソリュートセンサユニット２２よりも大きいが、角度センサユニット２４を構成する個々の角度センサ２５は、インクリメンタルセンサユニット２０およびアブソリュートセンサユニット２２よりも小さく、検出ヘッド１８に配置される数は多い。移動体４がどこに位置していても少なくとも１個の角度センサ２５が領域Ａに存在するように配置される必要があるため、角度検出用磁石１２が図２のような大きさである場合、図４のように小さい角度センサ２５が多数配置される構成となる。

【0020】

検出ヘッド１８の基準方向の中央位置に基準線Ｌ２を設定すると、各センサユニットは、基準線Ｌ２に対してほぼ対称に設けられる。

【0021】

移動体４が検出ヘッド１８Ｓと対向したとき、インクリメンタルセンサユニット２０がインクリメンタルトラック１４に対向し、アブソリュートセンサユニット２２がアブソリュートトラック１６に対向し、角度センサユニット２４が角度検出用磁石１２に対向する。そして、各センサユニットが、対応する磁気媒体８から発生する磁気信号を読み取る。すなわち、インクリメンタルセンサユニット２０がインクリメンタルパターンを検出し、アブソリュートセンサユニット２２がアブソリュートパターンを検出し、いずれかの角度センサ２５が角度検出用磁石１２の磁界の強さと方向を検出する。

【0022】

磁気センサ６Ｓは、インクリメンタルセンサユニット２０とアブソリュートセンサユニット２２の出力を組み合わせることで、移動体４と検出ヘッド１８Ｓとの相対位置を検出できる。移動体４が隣接する検出ヘッド１８Ｓの間を走行する際、隣接する検出ヘッド１８Ｓの各センサユニットは、移動体４の各トラックから発生する磁場を検出し、それぞれ移動体４と検出ヘッド１８Ｓの相対位置を検出できる。

【0023】

また、角度センサ２５は、角度検出用磁石１２から発生するＸＹ平面上の磁界の方向と磁束密度の大きさを検出できる。図４（Ｂ）に示すように、角度センサ２５の感磁部分の中心を基準点Ｐｏとし、角度センサ２５が０°を示すＸＹ平面上の磁界の方向を基準方向（Ｘ方向）とする。角度センサ２５の基準方向は、移動体４の基準方向と平行となる。ＸＹ平面上の磁界の方向、検出ヘッド１８Ｓの内外、または種類を問わず、隣接する角度センサ２５の間の領域を移動体４の角度検出用磁石１２が通過する際、隣接する角度センサ２５の双方が角度検出用磁石１２の領域Ａ（図２参照）に入るように構成されている。

【0024】

図５は、曲線軌道２ｂに配置される検出ヘッドを模式的に表す部分拡大図である。
磁気センサ６Ｒは、曲線軌道２ｂに沿った検出ヘッド１８Ｒ（曲線部検出ヘッド）を備える。ここで、曲線軌道２ｂにおいて、隣接する検出ヘッド１８Ｒの番号を順に０，１，...，ｎ，...，ｎｍａｘの添え字で示す（図１参照）。また、検出ヘッド１８Ｒの別を問わず、曲線軌道２ｂにおいて隣接する角度センサ２５の番号を順に０，１，...，ｍ，...，ｍｍａｘの添え字で示す（図１参照）。なお、複数の角度センサ２５を特に区別しない場合には、添え字を省略する。

【0025】

検出ヘッド１８Ｒは、直線軌道２ａにおけるものと同様に角度センサ２５を有するが、インクリメンタルセンサユニット２０およびアブソリュートセンサユニット２２は有していない。角度センサ２５が、移動体４の角度検出用磁石１２から発生するＸＹ平面上の磁界の方向と強さ（磁束密度の大きさ）を検出する。

【0026】

移動体４が曲線軌道２ｂ上を走行する際、角度センサ２５の基準点Ｐｏ（図４（Ｂ）参照）は、その上を角度検出用磁石１２が通過するように配置されている。移動体４の基準線Ｌ１と角度センサ２５の基準点Ｐｏが重なり合う位置に移動体４があるとき、移動体４の基準方向と角度センサ２５の基準方向は平行となるように構成されている。本実施形態では、これらの基準方向が曲線軌道２ｂの接線方向（接線に平行）となる。

【0027】

図１に示したように、角度センサ２５Ｒ_０は直線軌道２ａと曲線軌道２ｂとの接続部に位置する。一方、図５に示すように、隣接する角度センサ２５の間隔は、曲線軌道２ｂの中心に対する弧長の差にしてｌｃとする。検出ヘッド１８Ｒの内外、または種類を問わず、角度検出用磁石１２が隣り合った角度センサ２５の間の領域を走行する際、隣り合った角度センサ２５の双方が角度検出用磁石１２の領域Ａ（図２参照）に入るように構成されている。

【0028】

図６は、磁気センサ６の機能を表すブロック図である。
磁気センサ６の各構成要素は、プロセッサなどの電子回路およびメモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線により実現される。また、磁気センサ６の一部の機能は、記憶装置に格納され、演算器において実行されるソフトウェアとして実現されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

【0029】

磁気センサ６は、検出ヘッド１８で検出した信号を処理する外部インタフェース部１００を含む。外部インタフェース部１００は、有線又は無線により外部装置１２０とデータの送受を実行する。軌道２には複数の磁気センサ６が配列されるが、その磁気センサ６ごとに固有の識別情報（以下「センサＩＤ」ともいう）を有する。外部装置１２０は、センサＩＤに基づいてセンサ情報の送信元の磁気センサ６とその位置（軌道２における位置）を特定できる。

【0030】

外部インタフェース部１００は、位置検出部１１０およびＩＤ判定部１１２を含む。位置検出部１１０は、角度センサ２５が検出した磁束密度の大きさ（磁界の強さ）に基づき移動体４の存在を特定し、インクリメンタルセンサユニット２０およびアブソリュートセンサユニット２２の検出値に基づいて移動体４の詳細位置を特定する。

【0031】

上述のとおり、位置検出部１１０は、直線軌道２ａにおいては、角度センサ２５が検出した磁束密度の大きさに基づき移動体４の存在を特定し、インクリメンタルセンサユニット２０およびアブソリュートセンサユニット２２の検出値に基づいて移動体４の詳細位置を特定する。すなわち、角度センサ２５が検出した磁束密度が所定値以上であるときに、検出ヘッド１８上に移動体４が存在すると判定する。そして、検出されたインクリメンタルパターンとアブソリュートパターンとの組合せにより、移動体４の正確な位置を特定する。また、位置検出部１１０は、曲線軌道２ｂにおいては、角度センサ２５が検出した磁束密度の大きさに基づき移動体４のおおよその位置を特定する。

【0032】

このように位置検出部１１０により移動体４の存在が特定されたとき、ＩＤ判定部１１２は、角度検出用磁石１２の検出値に基づいて移動体４のＩＤ（以下「移動体ＩＤ」ともいう）を判定する。すなわち、角度検出用磁石１２により発生する磁界の方向に基づいて移動体ＩＤを特定する、つまり複数の移動体４のいずれであるかを特定する。外部インタフェース部１００は、特定された移動体４の移動体ＩＤおよび位置情報を外部装置１２０へ出力する。位置情報には、移動体ＩＤの送信元である磁気センサ６のセンサＩＤが含まれる。これにより、外部装置１２０は、軌道２におけるどの位置にいずれの移動体４が存在するかを判定することができる。

【0033】

以下、移動体４の位置検出方法について、より具体的に説明する。
上記構成により、曲線部を含む軌道２上を走行する移動体４のＩＤおよび軌道２上の座標（「軌道上座標」ともいう）を求めることができる。まず、位置検出部１１０が、移動体４の軌道上座標を求める。直線軌道２ａではインクリメンタルセンサユニット２０およびアブソリュートセンサユニット２２を用いて軌道上座標を求める。曲線軌道２ｂでは、移動体４の角度検出用磁石１２が位置する角度センサ２５を判定することで、軌道上座標を求める。

【0034】

移動体４が軌道２上を走行するとき、いずれか一つ又は二つの角度センサ２５が角度検出用磁石１２の領域Ａに位置する。これは、角度センサ２５が検出するＸＹ平面上の磁束密度の大きさがＢｔ以上であることによって判定できる。この判定のために、所定の判定テーブルが設定される。この判定テーブルは、角度センサ２５で検出される磁束密度の大きさがＢｔ以上となる場合について、これを検出する角度センサ２５の組み合わせと、各組み合わせの場合の軌道上座標とが対応づけられている。

【0035】

移動体４が直線軌道２ａ上にある場合、インクリメンタルセンサユニット２０およびアブソリュートセンサユニット２２から得られるスケール１０と検出ヘッド１８との相対位置ｐを、移動体４が位置する軌道上座標の特定に用いる。そのため、相対位置ｐの分解能が、軌道上座標Ｐの分解能となる。ここで、相対位置ｐは、移動体４の基準線Ｌ１と検出ヘッド１８の基準線Ｌ２とが一致する位置を０とする。

【0036】

移動体４が曲線軌道２ｂ上にある場合、角度センサ２５上の角度検出用磁石１２の有無によって軌道上座標を求める。そのため、領域Ａ内にある角度センサ２５が移り変わるごとに、分解能ｌｃで軌道上座標が変化する。位置検出部１１０は、判定テーブルを参照して移動体４の軌道上座標を出力することで、連続性を保ちつつ、実際の軌道上の座標に沿った位置データを出力できる。

【0037】

次に、ＩＤ判定部１１２が移動体４のＩＤ（移動体ＩＤ）を求める。移動体ＩＤは角度センサ２５が検出するＸＹ平面上の磁界の方向を用いて求める。ここでは、角度センサ２５の感磁部分である基準点Ｐｏが移動体４の領域Ａ内にある場合において、角度センサ２５が検出する磁界の方向を考える。

【0038】

ＩＤ判定部１１２は、磁界の方向と角度センサ２５の基準方向とのなす角θがθｂ（ｋ）－３６０／２／ｋｎ＜θ＜θｂ（ｋ）＋３６０／２／ｋｎを満たす場合、移動体４のＩＤをｋであると特定できる。ここで、移動体４の基準方向と角度センサ２５の基準方向のなす角をθｈとする。直線軌道２ａに設けられた検出ヘッド１８Ｓの場合、常にθｈ＝０°である。

【0039】

移動体４が曲線軌道２ｂに設けられた検出ヘッド１８の角度センサ２５を通過する際に、角度センサ２５が領域Ａに描く軌道の長さを２×ｌａとする。このとき、ある角度センサ２５が領域Ａ内にあるときのθｈは、－ｌａ／ｒ×１８０／π＜θｈ＜ｌａ／ｒ×１８０／πを満たす。したがって、移動体４がどの軌道上に位置していても、θｈは－ｌａ／ｒ×１８０／π＜θｈ＜ｌａ／ｒ×１８０／πを満たす。

【0040】

一方、上述のように、移動体４について磁界の方向との基準方向（Ｘ方向）とのなす角θａに関し、領域Ａ内ではθｂ（ｋ）－δθｂ＜θａ＜θｂ（ｋ）＋δθｂである。θ＝θａ＋θｈであるため、θはθｂ（ｋ）－δθｂ－ｌａ／ｒ×１８０／π＜θ＜θｂ（ｋ）＋δθｂ＋ｌａ／ｒ×１８０／πを満たす。

【0041】

以上より、δθｂ＋ｌａ／ｒ×１８０／π＜３６０／２／ｋｎであるとき、全領域で移動体ＩＤをｋと特定できる。例えば、ｌａ＝４ｍｍ、曲率半径ｒ＝３６０／π、ｋｎ＝４５とすると、δθｂ＋ｌａ／ｒ×１８０／π＝３°、３６０／２／ｋｎ＝４°となり、上記不等式の関係を満たすため、移動体ＩＤをｋであると特定できる。

【0042】

以上、実施形態に基づいて位置検出システム１を説明した。
本実施形態によれば、軌道２に沿って複数の磁気センサ６が配列される一方、移動体４にはその移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすように角度検出用磁石１２が配置される。その所定角度が移動体４に固有となるように設定されるため、磁気センサ６の検出する磁束密度の大きさや磁界の向きなどの角度検出用磁石１２の検出情報に基づいて移動体の存在と種別を特定できる。磁気センサ６による検出範囲が局所的であるため、移動体４の数にかかわらず、移動体４ごとの位置を検出しやすい。

【0043】

また、本実施形態では、可動側つまり移動体４側に磁気媒体８を設け、固定側つまり軌道２側に磁気センサ６を設けることとした。つまり、移動体４側が磁石のみとなる。このため、磁気センサ６への電力供給が容易になるといったメリットもある。高精度な設置を要するスケール１０を軌道２の全長にわたって敷設するのではなく、移動体４側にのみ設ければよいため、設置コストを抑えるとともにメンテナンス性を高めることもできる。

【0044】

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

【0045】

［変形例］
上記実施形態では、移動体４の磁気媒体８としてスケール１０および角度検出用磁石１２を設け、スケール１０がインクリメンタルトラック１４およびアブソリュートトラック１６を含む構成を例示した。そして、直線軌道２ａに敷設する検出ヘッド１８Ｓにおいては、インクリメンタルセンサユニット２０、アブソリュートセンサユニット２２および角度センサユニット２４を設ける一方、曲線軌道２ｂに敷設する検出ヘッド１８Ｒにおいては、角度センサユニット２４のみを設ける構成を例示した。

【0046】

これは、移動体４の位置検出精度に関し、直線軌道２ａにおいては高精度を求める一方、曲線軌道２ｂにおいてはその要求を緩和したものである。位置検出システム１の適用対象や仕様によってはこのような設定が可能となる。曲線軌道２ｂについて直線軌道２ａにおけるほどの精度を求めない場合、磁気センサの構成を簡素化することでコスト低減を図ることもできる。

【0047】

変形例においては、検出ヘッド１８Ｓにおいてインクリメンタルセンサユニット２０をなくし、アブソリュートセンサユニット２２のみ設けてもよい。そして、磁気センサ６のスケール１０がアブソリュートトラック１６のみ含み、インクリメンタルトラック１４を含まないものとしてもよい。少なくともアブソリュートパターンが形成されていれば、移動体４の基本位置を特定できる。

【0048】

あるいは、直線軌道２ａであるか曲線軌道２ｂであるかを問わず、インクリメンタルセンサユニット２０およびアブソリュートセンサユニット２２をなくして角度センサユニット２４のみ設けてもよい。そして、磁気センサ６の磁気媒体８として、インクリメンタルトラック１４およびアブソリュートトラック１６をなくし、角度検出用磁石１２のみ設けてもよい。角度検出用磁石１２の磁界の大きさに基づく移動体４の存在の特定が、移動体４のおおよその位置を特定することにつながるため、移動体４の位置検出精度がそれほど求められない場合、移動体４の位置検出と種別特定に際して角度検出用磁石１２があれば足りる。

【0049】

逆に曲線軌道２ｂにおいても高精度な位置検出が求められる場合、検出ヘッド１８Ｒについてもインクリメンタルセンサユニット２０、アブソリュートセンサユニット２２および角度センサユニット２４を設けてもよい。特に曲線軌道２ｂの曲率半径ｒが大きい場合には、直線軌道２ａと同様の構成を採用する利点がある。

【0050】

上記実施形態では、軌道２を直線軌道２ａおよび曲線軌道２ｂ（円軌道）で構成する構成を例示した。変形例においては、軌道を直線軌道のみ、曲線軌道のみ、円軌道以外の曲線軌道、あるいはこれらの組み合わせにより構成してもよい。

【0051】

上記実施形態では、移動体４の詳細位置を検出するセンサとして磁気センサを備える構成（インクリメンタルセンサユニット２０、アブソリュートセンサユニット２２等）を例示した。変形例においては、これを光センサに置き換えてもよい。その場合も角度検出用磁石１２および角度センサ２５による検出は行うものとする。

【0052】

上記実施形態では、曲線軌道２ｂにおける検出ヘッド１８Ｒの向きを曲線軌道２ｂの接線方向としたが（図５参照）、検出ヘッド１８Ｒおよび角度センサ２５の配置構成は、これに限られない。例えば、検出ヘッド１８Ｒは接線方向に配置しなくとも、角度センサ２５をその基準方向が接線方向となるように検出ヘッド１８Ｒに配置してもよい。あるいは、角度センサ２５を接線方向に配置しないものの、接線方向からのオフセットを考慮して角度検出用磁石１２による磁界の方向を算出するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１ 位置検出システム、２ 軌道、２ａ 直線軌道、２ｂ 曲線軌道、４ 移動体、６ 磁気センサ、８ 磁気媒体、１０ スケール、１２ 角度検出用磁石、１４ インクリメンタルトラック、１６ アブソリュートトラック、１８ 検出ヘッド、２０ インクリメンタルセンサユニット、２２ アブソリュートセンサユニット、２４ 角度センサユニット、２５ 角度センサ、１００ 外部インタフェース部、１１０ 位置検出部、１１２ ＩＤ判定部、１２０ 外部装置、Ｌ１ 基準線、Ｌ２ 基準線、Ｐｏ 基準点。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2023-03-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軌道に沿って移動する移動体の位置を検出する位置検出システムであって、
前記移動体の移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすように前記移動体に配置される磁石と、
前記軌道に沿って配置され、それぞれが前記移動体と対向したときに前記磁石の磁界の方向を検出する複数のセンサと、
前記センサの検出情報に基づいて、前記軌道における前記移動体の位置を特定する位置検出部と、
前記移動体として、前記磁石の磁界の方向が互いに異なる複数の移動体と、
を備え、
前記センサは、前記移動体が対向したときに前記磁石の磁界の強さと方向を検出し、
前記位置検出部は、前記複数のセンサのいずれかにより検出される磁界の強さに基づいて前記複数の移動体のいずれかの存在を特定し、検出される磁界の方向に基づいて前記複数の移動体のいずれであるかを特定し、
直線軌道および曲線軌道において、前記磁石の磁界の方向と前記センサの基準方向のなす角の変化が、３６０°を前記複数の移動体の数で除した角度より小さくなるように前記センサが配置され、一つ又は二つの前記センサが一様に磁化された前記磁石の領域に位置する、位置検出システム。

【請求項2】

前記移動体における前記軌道との対向面に、着磁パターンを有するスケールがさらに設けられ、
前記軌道における前記スケールと対向可能な位置に、前記着磁パターンを読み取り可能な磁気センサが設けられ、
前記位置検出部は、前記磁気センサの検出情報に基づいて、前記移動体の詳細位置を特定する、請求項１に記載の位置検出システム。

【請求項3】

軌道上を移動する移動体であって、
前記軌道に沿って配置される複数のセンサと対向可能な対向面と、
前記対向面に設けられ、前記センサにより磁界の方向が検出される磁石と、
を備え、
前記移動体における前記軌道との対向面に、着磁パターンを有するスケールがさらに設けられ、
前記着磁パターンはインクリメンタルパターンとアブソリュートパターンが設けられ、
前記磁石は、前記移動体の移動方向に対して磁界の方向が所定角度をなすよう、前記移動体に固有の角度で前記対向面に配置されている、移動体。