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(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】
(24)【登録日】2024-10-03
(45)【発行日】2024-10-11
(54)【発明の名称】リニアモータシステム
(51)【国際特許分類】
H02P 25/064 20160101AFI20241004BHJP
【ＦＩ】
H02P25/064
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021567119
(86)(22)【出願日】2020-12-01
(86)【国際出願番号】 JP2020044738
(87)【国際公開番号】W WO2021131542
(87)【国際公開日】2021-07-01
【審査請求日】2023-10-06
(31)【優先権主張番号】P 2019238380
(32)【優先日】2019-12-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(74)【代理人】
【識別番号】100137235
【弁理士】
【氏名又は名称】寺谷 英作
(74)【代理人】
【識別番号】100131417
【弁理士】
【氏名又は名称】道坂 伸一
(72)【発明者】
【氏名】川上 蓮也
(72)【発明者】
【氏名】村上 健太
(72)【発明者】
【氏名】田澤 徹
(72)【発明者】
【氏名】野々垣 雄介
【審査官】谿花 正由輝
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０３３２４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３４５４４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／０５６８４３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ ２５／０６４
Ｈ０２Ｋ ４１／０３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
列状に配列される複数のコイルを有する固定子と、前記複数のコイルと対向して配置される永久磁石を有する可動子と、
前記複数のコイルのうちの１以上のコイルであって、前記配列方向における前記１以上のコイルのそれぞれの両端部に亘る領域が、前記永久磁石と対向する１以上のコイルを、給電の対象となる１以上の給電対象コイルとして選択し、前記永久磁石の移動に応じて前記１以上の給電対象コイルの切り替えを行う切替部と、
前記可動子の指令速度と前記可動子の実速度との差分である速度偏差を積算することによって得られる偏差積算値を用いて前記１以上の給電対象コイルに給電を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記切り替えの直前に前記１以上の給電対象コイルのそれぞれへの給電に用いられた前記偏差積算値を合算した値である合算後偏差積算値を、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって除算後偏差積算値を算出する補償部と、
前記補償部によって算出された前記除算後偏差積算値を用いてトルク指令を生成する速度制御部と、
前記速度制御部によって生成された前記トルク指令に基づいて、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象コイルに給電を行う電流制御部とを有する、
リニアモータシステム。
【請求項2】
前記制御装置は、前記複数のコイルのそれぞれに対応して設けられる複数の制御部を含み、前記複数の制御部のそれぞれは、前記速度制御部と前記電流制御部とを有し、
前記補償部は、前記切り替えの際に、前記除算後偏差積算値を、前記複数の制御部のうちの前記１以上の給電対象コイルに対応する制御部である１以上の給電対象制御部であって、前記切り替えの直後の１以上の給電対象制御部に送信し、
前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象制御部の前記速度制御部は、前記除算後偏差積算値を用いて前記トルク指令を生成し、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象制御部の前記電流制御部は、前記トルク指令に基づいて前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象コイルに給電を行う、
請求項１に記載のリニアモータシステム。
【請求項3】
前記切り替えの直前の前記１以上の給電対象制御部のそれぞれは、前記速度偏差を前記除算後偏差積算値に積算することによって前記偏差積算値を算出し、前記補償部は、前記切り替えの直前に前記１以上の給電対象制御部のそれぞれによって算出された前記偏差積算値を合算することによって、前記合算後偏差積算値を算出する、
請求項２に記載のリニアモータシステム。
【請求項4】
前記制御装置は、前記複数の制御部と通信可能である上位制御部をさらに有し、前記上位制御部は、前記補償部を有する、
請求項２または３に記載のリニアモータシステム。
【請求項5】
前記複数の制御部は、相互に通信可能であり、前記複数の制御部のそれぞれは、前記補償部を有し、
前記切り替えの直前の前記１以上の給電対象制御部の前記補償部は、前記切り替えの際に、前記合算後偏差積算値を、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって前記除算後偏差積算値を算出し、前記除算後偏差積算値を、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象制御部のそれぞれに送信する、
請求項２または３に記載のリニアモータシステム。
【請求項6】
前記複数のコイルのそれぞれの前記配列方向の両端部に配置される複数の位置検出部をさらに備え、前記切替部は、前記複数のコイルのそれぞれについて、前記配列方向における前記永久磁石の進行方向の前方側の前記位置検出部が前記永久磁石の前端部を検出した場合、当該位置検出部が配置されているコイルを前記給電対象コイルとして選択し、前記配列方向における前記永久磁石の進行方向の後方側の前記位置検出部が前記永久磁石の後端部を検出した場合、当該位置検出部が配置されているコイルを前記給電対象コイルとして選択しない、
請求項１から５のいずれか１項に記載のリニアモータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ムービングマグネット型のリニアモータシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、コイルに対して永久磁石を移動させるムービングマグネット型のリニアモータシステムが知られている。
【0003】
たとえば、特許文献１には、列状に複数の電気子巻線ユニットが配設された固定子と、永久磁石を有し固定子と対向して配設された可動子と、可動子が対向する電気子巻線ユニットを給電対象とし、給電対象の電気子巻線ユニットに順次給電することによって可動子を駆動させる制御装置とを備えるリニアモータシステムが開示されている。制御装置は、給電対象の電気子巻線ユニットを切り替える際に、切り替え先の電気子巻線ユニットに対する給電制御の切替補償を行う機能を有する。具体的には、制御装置は、複数の電気子巻線ユニットに接続される複数の第２制御装置を有しており、直前に給電対象として選択された電気子巻線ユニットに対応する第２制御装置が有する速度積分値を、切り替え先の第２制御装置の速度積分値として設定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－３３２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１のリニアモータシステムでは、切り替えの前後で給電対象となる電気子巻線ユニットの数が変わると、適切に速度積分値を設定できない。したがって、給電対象となる電気子巻線ユニットを切り替えたときに、可動子にかかる推力が急峻に変化してしまい、切り替えショックを低減できない。
【0006】
そこで、本発明は、切り替えショックを低減できるリニアモータシステム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】
【0007】
本開示の一態様に係るリニアモータシステムは、列状に配列される複数のコイルを有する固定子と、前記複数のコイルと対向して配置される永久磁石を有する可動子と、前記複数のコイルのうちの１以上のコイルであって、前記配列方向における前記１以上のコイルのそれぞれの両端部に亘る領域が、前記永久磁石と対向する１以上のコイルを、給電の対象となる１以上の給電対象コイルとして選択し、前記永久磁石の移動に応じて前記１以上の給電対象コイルの切り替えを行う切替部と、前記可動子の指令速度と前記可動子の実速度との差分である速度偏差を積算することによって得られる偏差積算値を用いて前記１以上の給電対象コイルに給電を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記切り替えの直前に前記１以上の給電対象コイルのそれぞれへの給電に用いられた前記偏差積算値を合算した値である合算後偏差積算値を、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって除算後偏差積算値を算出する補償部と、前記補償部によって算出された前記除算後偏差積算値を用いてトルク指令を生成する速度制御部と、前記速度制御部によって生成された前記トルク指令に基づいて、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象コイルに給電を行う電流制御部とを有する。
【発明の効果】
【0008】
本開示の一態様に係るリニアモータシステムによれば、切り替えショックを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
（本開示の一態様を得るに至った経緯）
上述したように、特許文献１に開示されたリニアモータシステムでは、切り替えの前後で給電対象となる電気子巻線ユニットの数が変わると、切り替えショックを低減できない。
上述したように、特許文献１に開示されたリニアモータシステムでは、切り替えの前後で給電対象となる電気子巻線ユニットの数が変わると、切り替えショックを低減できない。
【0011】
このため、発明者は、切り替えショックを低減すべく鋭意検討、実験を行った。そして、発明者は、１以上の給電対象コイルの切り替えの直前に１以上の給電対象コイルのそれぞれへの給電に用いられていた偏差積算値を合算した値である合算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルの個数で除算して除算後偏差積算値を算出し、除算後偏差積算値を用いて当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルに給電を行うことによって、可動子にかかる推力が急峻に変化することを抑制でき、切り替えショックを低減できる知見を得た。
【0012】
発明者は、この知見に基づき、さらに、鋭意検討、実験を行い、下記本開示の一態様に係るリニアモータシステムに想到した。
【0013】
本開示の一態様に係るリニアモータシステムは、列状に配列される複数のコイルを有する固定子と、前記複数のコイルと対向して配置される永久磁石を有する可動子と、前記複数のコイルのうちの１以上のコイルであって、前記配列方向における前記１以上のコイルのそれぞれの両端部に亘る領域が、前記永久磁石と対向する１以上のコイルを、給電の対象となる１以上の給電対象コイルとして選択し、前記永久磁石の移動に応じて前記１以上の給電対象コイルの切り替えを行う切替部と、前記可動子の指令速度と前記可動子の実速度との差分である速度偏差を積算することによって得られる偏差積算値を用いて前記１以上の給電対象コイルに給電を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記切り替えの直前に前記１以上の給電対象コイルのそれぞれへの給電に用いられた前記偏差積算値を合算した値である合算後偏差積算値を、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって除算後偏差積算値を算出する補償部と、前記補償部によって算出された前記除算後偏差積算値を用いてトルク指令を生成する速度制御部と、前記速度制御部によって生成された前記トルク指令に基づいて、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象コイルに給電を行う電流制御部とを有する。
【0014】
上記構成のリニアモータシステムによると、補償部は、１以上の給電対象コイルの切り替えの際に、当該切り替えの直前に１以上の給電対象コイルのそれぞれへの給電に用いられた偏差積算値を合算した値である合算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって除算後偏差積算値を算出する。そして、速度制御部は、算出された除算後偏差積算値を用いてトルク指令を生成し、電流制御部は、生成されたトルク指令に基づいて、当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルに給電を行う。したがって、当該切り替えの前後で、１以上の給電対象コイルの個数が変わったとしても、当該切り替えの直前に用いられていた偏差積算値の合算値を略均等に分けて、当該切り替え直後の１以上の給電対象コイルのそれぞれに給電を行うことができる。これによって、当該切り替えの際に、可動子にかかる推力が急峻に変化することを抑制でき、１以上の給電対象コイルを切り替える際の切り替えショックを低減できる。
【0015】
また、前記制御装置は、前記複数のコイルのそれぞれに対応して設けられる複数の制御部を含み、前記複数の制御部のそれぞれは、前記速度制御部と前記電流制御部とを有し、前記補償部は、前記切り替えの際に、前記除算後偏差積算値を、前記複数の制御部のうちの前記１以上の給電対象コイルに対応する制御部である１以上の給電対象制御部であって、前記切り替えの直後の１以上の給電対象制御部に送信し、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象制御部の前記速度制御部は、前記除算後偏差積算値を用いて前記トルク指令を生成し、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象制御部の前記電流制御部は、前記トルク指令に基づいて前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象コイルに給電を行ってもよい。
【0016】
また、前記切り替えの直前の前記１以上の給電対象制御部のそれぞれは、前記速度偏差を前記除算後偏差積算値に積算することによって前記偏差積算値を算出し、前記補償部は、前記切り替えの直前に前記１以上の給電対象制御部のそれぞれによって算出された前記偏差積算値を合算することによって、前記合算後偏差積算値を算出してもよい。
【0017】
また、前記制御装置は、前記複数の制御部と通信可能である上位制御部をさらに有し、前記上位制御部は、前記補償部を有してもよい。
【0018】
また、前記複数の制御部は、相互に通信可能であり、前記複数の制御部のそれぞれは、前記補償部を有し、前記切り替えの直前の前記１以上の給電対象制御部の前記補償部は、前記切り替えの際に、前記合算後偏差積算値を、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって前記除算後偏差積算値を算出し、前記除算後偏差積算値を、前記切り替えの直後の前記１以上の給電対象制御部のそれぞれに送信してもよい。
【0019】
また、前記複数のコイルのそれぞれの前記配列方向の両端部に配置される複数の位置検出部をさらに備え、前記切替部は、前記複数のコイルのそれぞれについて、前記配列方向における前記永久磁石の進行方向の前方側の前記位置検出部が前記永久磁石の前端部を検出した場合、当該位置検出部が配置されているコイルを前記給電対象コイルとして選択し、前記配列方向における前記永久磁石の進行方向の後方側の前記位置検出部が前記永久磁石の後端部を検出した場合、当該位置検出部が配置されているコイルを前記給電対象コイルとして選択しなくてもよい。
【0020】
以下、本開示の一態様に係るリニアモータシステムの具体例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。
【0021】
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
【0022】
また、以下の実施の形態の説明に用いられる図面においては座標系が示される場合がある。座標系におけるＸ軸方向は、複数のコイルが配列されている配列方向である。また、座標系におけるＹ軸方向は、Ｘ軸方向に直交する方向であり、当該配列方向と直交する交差方向である。また、座標系におけるＺ軸方向は、Ｘ軸方向に直交しかつＹ軸方向に直交する方向である。
【0023】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係るリニアモータシステム１０について、図面を参照しながら説明する。
以下、実施の形態１に係るリニアモータシステム１０について、図面を参照しながら説明する。
【0024】
図１Ａは、実施の形態１に係るリニアモータシステム１０の構成を示す図であり、交差方向から見た図である。図１Ｂは、図１Ａのリニアモータシステム１０の構成を示す図であり、交差方向に直交しかつ配列方向に直交する方向から見た図である。なお、図１Ａでは、図面が煩雑になることを避けるため、基台２２および荷台２６等の図示を省略する。図１Ａおよび図１Ｂを参照して、実施の形態１に係るリニアモータシステム１０の構成について説明する。
【0025】
【0026】
リニアモータ１２は、固定子１６と、固定子１６に対して移動可能な可動子１８とを有する。リニアモータ１２は、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊ（後述）に対して、永久磁石２４（後述）が移動するムービングマグネット型のリニアモータである。
【0027】
固定子１６は、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊと、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊが固定される基台２２とを有する。このように、固定子１６は、複数（この実施の形態では、１０個）のコイルを有する。なお、固定子１６は、１１個以上のコイルを有していてもよいし、９個以下のコイルを有していてもよい。
【0028】
第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊは、列状に配列されている。なお、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊは、直線状に配列されているが、曲線状に配列されていてもよい。図１Ａに示すように、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのそれぞれは、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊが配列されている配列方向（Ｘ軸方向）と直交する交差方向（Ｙ軸方向）周りに巻回されており、交差方向に開口するように配置されている。
【0029】
可動子１８は、永久磁石２４と、永久磁石２４に取り付けられる荷台２６とを有する。
【0030】
永久磁石２４は、交差方向において、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊと対向して配置されている。具体的には、永久磁石２４は、交差方向において、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのうちの一部のコイルと対向して配置される。永久磁石２４は、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊに沿って配列方向に移動可能である（図１Ｂの矢印Ａ参照）。永久磁石２４は、配列方向に並んで形成される磁極（図示せず）を有している。たとえば、永久磁石２４は、複数のＮ極と複数のＳ極とを有しており、Ｎ極とＳ極とが配列方向に交互に設けられている。永久磁石２４は、交差方向から見たとき、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのうちの隣り合う３個のコイルの全部と重なるような大きさに形成されている。図１Ａおよび図１Ｂに示す状態では、永久磁石２４は、交差方向から見たとき、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのうちの隣り合う第２コイル２０ｂ、第３コイル２０ｃ、および第４コイル２０ｄの全部と重なるように配置されている。言い換えると、図１Ａおよび図１Ｂに示す状態では、交差方向から見たときの配列方向における第２コイル２０ｂ、第３コイル２０ｃ、および第４コイル２０ｄのそれぞれの両端部に亘る領域（図１Ａの矢印Ｂおよびドット部分の領域参照）は、永久磁石２４と対向しており、交差方向から見たとき、永久磁石２４と重なっている。なお、永久磁石２４の大きさは、これに限定されず、たとえば、交差方向から見たとき、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのうちの隣り合う２個のコイルの全部と重なる大きさに形成されていてもよいし、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのうちの隣り合う４個以上のコイルの全部と重なる大きさに形成されていてもよい。また、永久磁石２４は、交差方向に第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊを挟むように略Ｕ字状に形成されていてもよい。また、永久磁石２４は、配列方向に直交しかつ交差方向に直交する方向（Ｚ軸方向）に第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊを挟むように略Ｕ字状に形成されていてもよい。
【0031】
制御装置１４は、リニアモータ１２を制御する装置である。制御装置１４は、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのうちの給電の対象となるコイルである１以上の給電対象コイルに給電を行うことによって、固定子１６に対して可動子１８を移動させ、可動子１８を所望の位置まで移動させる。制御装置１４は、コントローラ２８と、コントローラ２８および第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊに接続される第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊとを有する。このように、制御装置１４は、複数（この実施の形態では、１０個）のアンプを有する。この実施の形態では、コントローラ２８が、上位制御部に相当し、第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊが、複数の制御部に相当する。
【0032】
コントローラ２８は、位置検出装置１５からの情報に基づいて永久磁石２４の位置を認識し、永久磁石２４の位置に応じて、１以上の給電対象コイルを選択する。コントローラ２８は、第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊと通信可能であり、第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊのうちの１以上の給電対象コイルに対応するアンプである１以上の給電対象アンプに対して、速度指令または位置指令等の指令を送信する。図１Ａおよび図１Ｂに示す状態では、第２コイル２０ｂ、第３コイル２０ｃ、および第４コイル２０ｄのそれぞれが、給電対象コイルとなり、第２アンプ３０ｂ、第３アンプ３０ｃ、および第４アンプ３０ｄのそれぞれが、給電対象アンプとなる。この実施の形態では、給電対象アンプが、給電対象制御部に相当する。
【0033】
第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊは、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊに対応して設けられている。具体的には、第１アンプ３０ａは、第１コイル２０ａに対応して設けられており、第２アンプ３０ｂは、第２コイル２０ｂに対応して設けられている。第３～第１０アンプ３０ｃ～３０ｊについても同様である。第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊのうちの１以上の給電対象コイルに対応するアンプである１以上の給電対象アンプのそれぞれは、可動子１８の指令速度と可動子１８の実速度との差分である速度偏差を積算することによって得られる偏差積算値を用いて、対応する給電対象コイルに給電を行う。図１Ａおよび図１Ｂに示す状態では、第２アンプ３０ｂが偏差積算値を用いて第２コイル２０ｂに給電を行い、第３アンプ３０ｃが偏差積算値を用いて第３コイル２０ｃに給電を行い、第４アンプ３０ｄが偏差積算値を用いて第４コイル２０ｄに給電を行う。
【0034】
給電対象コイルに給電を行うと、給電対象コイルが磁化し、永久磁石２４が給電対象コイルに引っ張られてまたは給電対象コイルに押し出されて、可動子１８が移動する。なお、給電対象コイルに供給する電流の向きを変えることによって、給電対象コイルの磁極を変更できる。たとえば、交差方向における可動子１８側から見たときに時計回りに流れるように電流を流せば、交差方向において、給電対象コイルの可動子１８側がＳ極となり、給電対象コイルの可動子１８とは反対側がＮ極となる。これに対して、交差方向における可動子１８側から見たときに反時計回りに流れるように電流を流せば、給電対象コイルの可動子１８側がＮ極となり、給電対象コイルの可動子１８とは反対側がＳ極となる。給電対象アンプは、永久磁石２４の磁極（Ｎ極、Ｓ極）の位置に応じて、給電対象コイルに供給する電流の向きを決定する。
【0035】
コントローラ２８は、永久磁石２４が移動することに伴って、順次給電対象コイルを切り替えて給電を行い、所望の位置まで可動子１８を移動させる。
【0036】
位置検出装置１５は、永久磁石２４の位置を検出する装置である。位置検出装置１５は、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのそれぞれの配列方向の両端部に配置される第１～第２０位置センサ３４ａ～３４ｔを有する。このように、位置検出装置１５は、複数（この実施の形態では、２０個）の位置センサを有する。第１位置センサ３４ａおよび第２位置センサ３４ｂは、配列方向における第１コイル２０ａの両端部に配置されており、第３位置センサ３４ｃおよび第４位置センサ３４ｄは、配列方向における第２コイル２０ｂの両端部に配置されており、第５位置センサ３４ｅおよび第６位置センサ３４ｆは、配列方向における第３コイル２０ｃの両端部に配置されており、第７位置センサ３４ｇおよび第８位置センサ３４ｈは、配列方向における第４コイル２０ｄの両端部に配置されており、第９位置センサ３４ｉおよび第１０位置センサ３４ｊは、配列方向における第５コイル２０ｅの両端部に配置されている。第１１位置センサ３４ｋおよび第１２位置センサ３４ｌは、配列方向における第６コイル２０ｆの両端部に配置されており、第１３位置センサ３４ｍおよび第１４位置センサ３４ｎは、配列方向における第７コイル２０ｇの両端部に配置されており、第１５位置センサ３４ｏおよび第１６位置センサ３４ｐは、配列方向における第８コイル２０ｈの両端部に配置されており、第１７位置センサ３４ｑおよび第１８位置センサ３４ｒは、配列方向における第９コイル２０ｉの両端部に配置されており、第１９位置センサ３４ｓおよび第２０位置センサ３４ｔは、配列方向における第１０コイル２０ｊの両端部に配置されている。この実施の形態では、第１～第２０位置センサ３４ａ～３４ｔが、複数の位置検出部に相当する。
【0037】
第１～第２０位置センサ３４ａ～３４ｔのそれぞれは、交差方向に対向する永久磁石２４を検出する。図１Ａおよび図１Ｂに示す状態では、第１位置センサ３４ａおよび第２位置センサ３４ｂは、交差方向において永久磁石２４と対向しておらず、永久磁石２４を検出していないことを示す信号をコントローラ２８および第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊに送信する。これによって、コントローラ２８および第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊは、交差方向から見たときの配列方向における第１コイル２０ａの両端部に亘る領域が、交差方向において永久磁石２４と対向していないことを認識する。言い換えると、これによって、コントローラ２８および第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊは、第１コイル２０ａの全部が、交差方向から見たときに永久磁石２４と重なっていないことを認識する。第９～第２０位置センサ３４ｉ～３４ｔについても同様である。これに対して、第３位置センサ３４ｃおよび第４位置センサ３４ｄは、交差方向において永久磁石２４と対向しており、永久磁石２４を検出していることを示す信号をコントローラ２８および第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊに送信する。これによって、コントローラ２８および第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊは、交差方向から見たときの配列方向における第２コイル２０ｂの両端部に亘る領域が、永久磁石２４と対向しており、交差方向において永久磁石２４と重なっていることを認識する。言い換えると、これによって、コントローラ２８および第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊは、第２コイル２０ｂの全部が、交差方向から見たときに永久磁石２４と重なっていることを認識する。第５～第８位置センサ３４ｅ～３４ｈについても同様である。
【0038】
また、第１～第２０位置センサ３４ａ～３４ｔのそれぞれは、永久磁石２４の移動方向における前端部および後端部を検出する。たとえば、第１位置センサ３４ａは、永久磁石２４の移動方向における前端部と、交差方向において対向した場合、永久磁石２４の前端部を検出したことを示す信号をコントローラ２８および第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊに送信する。たとえば、第１位置センサ３４ａは、永久磁石２４の前端部に設けられたマーク等を検出することによって、永久磁石２４の前端部を検出する。また、第１位置センサ３４ａは、永久磁石２４の移動方向における後端部と、交差方向において対向した場合、永久磁石２４の後端部を検出したことを示す信号をコントローラ２８および第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊに送信する。たとえば、第１位置センサ３４ａは、永久磁石２４の後端部に設けられたマーク等を検出することによって、永久磁石２４の後端部を検出する。第２～第２０位置センサ３４ｂ～３４ｔについても同様である。
【0039】
【0040】
図２に示すように、リニアモータシステム１０は、スケール検出装置３５をさらに備える。スケール検出装置３５は、可動子１８に設けられたスケール（図示せず）を検出する装置である。スケール検出部３５は、たとえば、エンコーダ等によって実現される。
【0041】
コントローラ２８は、切替部３６と、指令部３８と、補償部４０とを有する。
【0042】
切替部３６は、位置検出装置１５に接続されており、位置検出装置１５からの情報に基づいて、１以上の給電対象コイルを選択し、第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊの切替処理部５６（後述）に給電対象であるか否かを判定する切替信号を送信する。具体的には、切替部３６は、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのうちの１以上のコイルであって、交差方向から見たときの配列方向における当該１以上のコイルのそれぞれの両端部に亘る領域が、交差方向において永久磁石２４と対向している１以上のコイルを、１以上の給電対象コイルとして選択する。言い換えると、切替部３６は、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのうちの１以上のコイルであって、当該１以上のコイルの全部が、交差方向から見たときに永久磁石２４と重なっている１以上のコイルを、１以上の給電対象コイルとして選択する。さらに、切替部３６は、１以上の給電対象アンプの切替処理部５６へ給電対象であると判定する切替信号を送信する。
【0043】
たとえば、切替部３６は、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのそれぞれについて、配列方向における永久磁石２４の進行方向の前方側の位置センサが永久磁石２４の前端部を検出した場合、当該位置センサが配置されているコイルを給電対象コイルとして選択する。さらに、切替部３６は、給電対象アンプの切替処理部５６へ給電対象であると判定する切替信号を送信する。たとえば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して、永久磁石２４の進行方向が第１コイル２０ａ側から第１０コイル２０ｊ側に向かう方向（Ｘ軸プラス方向）である場合、切替部３６は、永久磁石２４の進行方向の前方側の第８位置センサ３４ｈが永久磁石２４の前端部を検出した場合、第８位置センサ３４ｈが配置されている第４コイル２０ｄを給電対象コイルとする。さらに、切替部３６は、第４アンプ３０ｄの切替処理部５６へ給電対象であると判定する切替信号を送信する。第１～第３コイル２０ａ～２０ｃ、および第５～第１０コイル２０ｅ～２０ｊについても同様である。
【0044】
また、たとえば、切替部３６は、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのそれぞれについて、配列方向における永久磁石２４の進行方向の後方側の位置センサが永久磁石２４の後端部を検出した場合、当該位置センサが配置されているコイルを給電対象コイルとして選択しない。さらに、切替部３６は、当該コイルに対応するアンプの切替処理部５６へ給電対象ではないと判定する切替信号を送信する。
【0045】
たとえば、図１Ａおよび図１Ｂを参照して、永久磁石２４の進行方向が第１コイル２０ａ側から第１０コイル２０ｊ側に向かう方向（Ｘ軸プラス方向）である場合、切替部３６は、永久磁石２４の進行方向の後方側の第３位置センサ３４ｃが永久磁石２４の後端部を検出した場合、第３位置センサ３４ｃが配置されている第２コイル２０ｂを給電対象コイルとしない。さらに、切替部３６は、第２アンプ３０ｂの切替処理部５６へ給電対象ではないと判定する切替信号を送信する。第１コイル２０ａ、および第３～第１０コイル２０ｃ～２０ｊについても同様である。
【0046】
図１Ａおよび図１Ｂに示す状態では、切替部３６は、第２コイル２０ｂ、第３コイル２０ｃ、および第４コイル２０ｄを給電対象コイルとして選択する。さらに、切替部３６は、第２アンプ３０ｂ、第３アンプ３０ｃ、および第４アンプ３０ｄの切替処理部５６へ給電対象であると判定する切替信号を送信する。また、切替部３６は、１以上の給電対象コイルに給電を行うこと等によって永久磁石２４が移動すると、永久磁石２４の位置に応じて１以上の給電対象コイルの切り替えを行う。
【0047】
指令部３８は、第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊに接続されており、第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊのうち切替部３６によって選択された１以上の給電対象コイルに対応する１以上の給電対象アンプに、速度指令または位置指令等の指令を送信する。たとえば、第１コイル２０ａが給電対象コイルの場合、給電対象コイルに対応するアンプは、第１アンプ３０ａであり、指令部３８は、第１アンプ３０ａに指令を送信する。また、第２コイル２０ｂが給電対象コイルの場合、給電対象コイルに対応するアンプは、第２アンプ３０ｂであり、指令部３８は、第２アンプ３０ｂに指令を送信する。第３～第１０アンプ３０ｃ～３０ｊについても同様である。図１に示す状態では、第２～第４アンプ３０ｂ～３０ｄが給電対象アンプとなり、指令部３８は、第２～第４アンプ３０ｂ～３０ｄに指令を送信する。
【0048】
補償部４０は、切替部３６による１以上の給電対象コイルの切り替えの際に、当該切り替えの直後の１以上の給電対象アンプに対して補償を行う。具体的には、補償部４０は、切替部３６による１以上の給電対象コイルの切り替えの際に、当該切り替えの直前に１以上の給電対象コイルのそれぞれへの給電に用いられた偏差積算値を合算した値である合算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって除算後偏差積算値を算出し、算出した除算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の１以上の給電対象アンプのそれぞれに送信することによって、補償を行う。補償部４０は、加算器４１と、除算器４２とを有する。
【0049】
加算器４１は、第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊに接続されており、切替部３６による１以上の給電対象コイルの切り替えの際に、当該切り替えの直前に１以上の給電対象アンプのそれぞれによって算出された偏差積算値を取得し、取得した偏差積算値を合算することによって、当該切り替えの直前に１以上の給電対象コイルのそれぞれへの給電に用いられた偏差積算値の合算値である合算後偏差積算値を算出する。
【0050】
除算器４２は、加算器４１によって算出された合算後偏差積算値を、切替部３６による１以上の給電対象コイルの切り替えの直後の１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって除算後偏差積算値を算出する。除算器４２は、算出した除算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の１以上の給電対象アンプのそれぞれに送信する。
【0051】
第１アンプ３０ａは、速度算出部４４と、偏差算出部４６と、速度制御部４８と、電流制御部５０と、切替処理部５６とを有する。
【0052】
速度算出部４４は、スケール検出装置３５に接続されており、スケール検出装置３５からの情報等に基づいて永久磁石２４の実速度を算出する。たとえば、速度算出部４４は、スケール検出装置３５が可動子１８に設けられたスケール（図示せず）を読み取った値から、可動子１８の移動距離を算出する。また、速度算出部４４は、タイマー（図示せず）等から、可動子１８が当該移動距離を移動するのにかかった移動時間を取得する。そして、速度算出部４４は、当該移動距離および当該移動時間から永久磁石２４の実速度を算出する。
【0053】
偏差算出部４６は、指令部３８に接続されており、指令部３８から送信される速度指令または位置指令等の指令を受信する。また、偏差算出部４６は、速度算出部４４に接続されており、速度算出部４４によって算出された永久磁石２４の実速度を取得する。たとえば、偏差算出部４６は、速度指令を受信した場合、速度指令で指令される指令速度と、永久磁石２４の実速度との差分である速度偏差を算出する。また、偏差算出部４６は、位置指令を受信した場合、位置指令に基づいて算出される指令速度と、永久磁石２４の実速度との差分である速度偏差を算出する。位置指令は、たとえば、所定の時間の間に、可動子１８を所定の位置まで移動させる旨の指令であり、当該所定の時間と当該所定の位置までの距離とに基づいて、指令速度を算出できる。
【0054】
速度制御部４８は、加算器５１と、スイッチ５２と、加算器５４とを有する。
【0055】
加算器５１は、偏差算出部４６によって算出された速度偏差を積算することによって、偏差積算値を算出する。加算器５１は、速度偏差を、直前に算出した偏差積算値に加算することによって、新たに偏差積算値を算出する。算出された偏差積算値は、積分ゲイン５３が乗算されて加算器５４に入力されるとともに、コントローラ２８の加算器４１に送信され、加算器５１に入力される。その後、加算器５１は、新たに速度偏差が算出される度に、新たに算出された速度偏差を、直前に算出した偏差積算値に加算し、新たに偏差積算値を算出する。このようにして、加算器５１は、速度偏差を積算することによって、偏差積算値を算出する。
【0056】
スイッチ５２は、加算器５１と加算器５４とを接続する状態（図２のＤ参照）と、補償部４０と加算器５４とを接続する状態（図２のＥ参照）とに、切り替え可能に構成されている。スイッチ５２は、通常、加算器５１と加算器５４とを接続する状態になっている。スイッチ５２は、切替部３６による１以上の給電対象コイルの切り替えの際に、加算器５１と加算器５４とを接続する状態から、補償部４０と加算器５４とを接続する状態に一瞬切り替えられる。たとえば、当該切り替えの直後の給電対象アンプが、指令部３８からの指令を受信したときに、当該切り替えの直後の給電対象アンプのスイッチ５２が、加算器５１と加算器５４とを接続する状態から、補償部４０と加算器５４とを接続する状態に一瞬切り替えられる。
【0057】
スイッチ５２が、加算器５１と加算器５４とを接続する状態（図２のＤ参照）では、加算器５１によって算出された偏差積算値は、積分ゲイン５３が乗算されて、加算器５４に入力される。また、加算器５１によって算出された偏差積算値は、コントローラ２８の加算器４１に送信されるとともに、加算器５１に入力される。
【0058】
スイッチ５２が、補償部４０と加算器５４とを接続する状態（図２のＥ参照）では、補償部４０が送信した除算後偏差積算値が、速度制御部４８に入力される。具体的には、補償部４０が送信した除算後偏差積算値は、積分ゲイン５３が乗算されて、加算器５４に入力される。また、補償部４０が送信した除算後偏差積算値は、コントローラ２８の加算器４１に送信されるとともに、加算器５１に入力される。加算器５１は、除算後偏差積算値が入力されると、入力された除算後偏差積算値に、速度偏差を積算することによって、偏差積算値を算出する。
【0059】
加算器５４は、偏差算出部４６によって算出された速度偏差と、偏差積算値または除算後偏差積算値に積分ゲイン５３を乗算することによって算出された値とを加算する。加算器５４によって算出された値は、比例ゲイン５５が乗算され、トルク指令としてトルクフィルタ（図示せず）を介して電流制御部５０に入力される。このように、速度制御部４８は、偏差積算値または除算後偏差積算値を用いてトルク指令を生成する。トルクフィルタを介することで、給電対象コイルの切り替えの際のショックを低減できる。
【0060】
切替処理部５６は、切替部３６から給電対象と判定する切替信号が送信された場合は、速度制御部４８から出力されたトルク指令を電流制御部５０に印加する。切替部３６から給電対象ではないと判定する切替信号が送信された場合は、トルク指令０を電流制御部５０に印加する。具体的には、切替処理部５６は、スイッチ５７を有しており、切替部３６から給電対象であると判定する切替信号を受信した場合には、スイッチ５７を速度制御部４８と電流制御部５０とを接続する状態（図２のＦ参照）にし、速度制御部４８から出力されたトルク指令を電流制御部５０に印加する。一方、切替処理部５６は、切替部３６から給電対象ではないと判定する切替信号を受信した場合には、スイッチ５７を速度制御部４８と電流制御部５０とを接続しない状態（図２のＧ参照）にし、トルク指令０を電流制御部５０に印加する。
【0061】
電流制御部５０は、生成されたトルク指令に基づいて、給電対象コイルに給電を行う。たとえば、電流制御部５０は、受信したトルク指令に基づいて電圧値を設定し、設定した電圧値に基づいて給電対象コイルに給電を行う。これによって、永久磁石２４は、１以上の給電対象コイルに引っ張られ、または１以上の給電対象コイルに押し出され、配列方向に移動する。
【0062】
第２～第１０アンプ３０ｂ～３０ｊは、第１アンプ３０ａと同様の構成であるので、上述した第１アンプ３０ａの説明を参照することによって、第２～第１０アンプ３０ｂ～３０ｊの詳細な説明を省略する。
【0063】
たとえば、制御装置１４は、除算後偏差積算値または偏差積算値等を用いて、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）制御を行うことができる。
【0064】
次に、以上のように構成されたリニアモータシステム１０の動作の一例について説明する。
【0065】
図３は、図１Ａのリニアモータシステム１０の動作の一例を説明するための説明図であり、第１の状態を示す図である。図４は、図１Ａのリニアモータシステム１０の動作の一例を説明するための説明図であり、第２の状態を示す図である。図５は、図１Ａのリニアモータシステム１０の動作の一例を説明するための説明図であり、第３の状態を示す図である。図６は、図１Ａのリニアモータシステム１０の動作の一例を説明するための説明図であり、第４の状態を示す図である。図３～図６を参照して、リニアモータシステム１０の動作の一例について説明する。
【0066】
図３に示す状態では、配列方向において第１コイル２０ａの両端部に配置された第１位置センサ３４ａおよび第２位置センサ３４ｂの両方は、交差方向に永久磁石２４と対向しており、永久磁石２４を検出する。したがって、コントローラ２８は、第１コイル２０ａを給電対象コイルとして選択する。さらに、コントローラ２８は、第１アンプ３０ａの切替処理部５６へ給電対象であると判定する切替信号を送信する。これに対して、配列方向において第２コイル２０ｂの一端部に配置された第３位置センサ３４ｃは、交差方向に永久磁石２４と対向しており、永久磁石２４を検出するが、配列方向において第２コイル２０ｂの他端部に配置された第４位置センサ３４ｄは、交差方向に永久磁石２４と対向しておらず、永久磁石２４を検出しない。したがって、コントローラ２８は、第２コイル２０ｂを給電対象コイルとして選択しない。さらに、コントローラ２８は、第２アンプ３０ｂの切替処理部５６へ給電対象ではないと判定する切替信号を送信する。また、配列方向において第３コイル２０ｃの両端部に配置された第５位置センサ３４ｅおよび第６位置センサ３４ｆの両方は、交差方向に永久磁石２４と対向しておらず、永久磁石２４を検出しない。したがって、コントローラ２８は、第３コイル２０ｃを給電対象コイルとして選択しない。さらに、コントローラ２８は、第３アンプ３０ｃの切替処理部５６へ給電対象ではないと判定する切替信号を送信する。このように、図３に示す状態では、コントローラ２８は、第１コイル２０ａを給電対象コイルとして選択し、第１コイル２０ａに対応する第１アンプ３０ａが、給電対象アンプとなる。
【0067】
コントローラ２８は、給電対象コイルを選択すると、当該給電対象コイルに対応する給電対象アンプに速度指令または位置指令等の指令を送信する。図３に示す状態では、コントローラ２８は、第１アンプ３０ａに指令を送信する。
【0068】
コントロ－ラ２８から指令を受信した第１アンプ３０ａは、速度偏差を算出し、算出した速度偏差を用いて、給電対象コイルである第１コイル２０ａに給電を行う。図７は、給電対象アンプの動作の一例を示すフロー図である。図７をも参照して、図３に示す状態における第１アンプ３０ａの動作について説明する。
【0069】
まず、第１アンプ３０ａは、指令に基づく永久磁石２４の指令速度と、永久磁石２４の実速度との差分である速度偏差を算出する（ステップＳ１）。
【0070】
次に、第１アンプ３０ａは、算出した速度偏差を、除算後偏差積算値に積算することによって、偏差積算値を算出する（ステップＳ２）。なお、図３に示す状態では、給電対象コイルの切り替えがまだ行われていないので、除算後偏差積算値は０である。
【0071】
最後に、第１アンプ３０ａは、偏差積算値を用いて、給電対象コイルである第１コイル２０ａに給電を行う（ステップＳ３）。具体的には、第１アンプ３０ａは、直前に算出した偏差積算値を用いて、給電対象コイルである第１コイル２０ａに給電を行う。
【0072】
第１アンプ３０ａは、上述した動作を繰り返し行う。
【0073】
第１コイル２０ａに給電を行うことによって、永久磁石２４は、第１コイル２０ａに引っ張られてまたは押し出されて配列方向に移動する（図３の矢印Ｃ参照）。第１コイル２０ａに供給する電流の向きは、永久磁石２４の磁極の位置に応じて設定する。永久磁石２４の大きさおよび磁極の位置等の情報を、予め第１アンプ３０ａ等に入力しておくことによって、第１アンプ３０ａは、永久磁石２４の位置に応じて、永久磁石２４の磁極の位置を判断し、電流の向きを設定する。
【0074】
次に、図３および図４を参照して、給電対象コイルを１個から２個に切り替える際の動作の一例について説明する。図３から図４に示す状態になる場合、永久磁石２４の進行方向（矢印Ｃ参照）の前方側の第４位置センサ３４ｄは、永久磁石２４の前端部と交差方向に対向することによって、永久磁石２４の前端部を検出する。したがって、コントローラ２８は、第４位置センサ３４ｄが配置されている第２コイル２０ｂを給電対象コイルとする。したがって、図４に示す状態では、第１アンプ３０ａおよび第２アンプ３０ｂが給電対象アンプとなる。コントローラ２８は、給電対象アンプである第１アンプ３０ａおよび第２アンプ３０ｂの切替処理部５６へ給電対象であると判定する切替信号を送信するとともに、指令を送信し、第１アンプ３０ａおよび第２アンプ３０ｂに対して補償を行う。
【0075】
【0076】
まず、コントローラ２８は、１以上の給電対象コイルの切り替えの直前に、１以上の給電対象アンプのそれぞれによって算出された偏差積算値を取得する（ステップＳ１１）。図３に示す状態から図４に示す状態に切り替える場合、コントローラ２８は、当該切り替えの直前に給電対象アンプである第１アンプ３０ａによって算出された偏差積算値を取得する。
【0077】
次に、コントローラ２８は、取得した偏差積算値を合算することによって、当該切り替えの直前に給電に用いられていた偏差積算値の合算値である合算後偏差積算値を算出する（ステップＳ１２）。図３に示すように、当該切り替えの直前の給電対象アンプは第１アンプの１個であるので、ここでは、偏差積算値と合算後偏差積算値とは等しい。
【0078】
次に、コントローラ２８は、算出した合算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の給電対象コイルの個数で除算し、除算後偏差積算値を算出する（ステップＳ１３）。図４に示すように、当該切り替えの直後の給電対象コイルは第１コイル２０ａと第２コイル２０ｂの２個であるので、コントローラ２８は、合算後偏差積算値を２で除算することによって、除算後偏差積算値を算出する。
【0079】
最後に、コントローラ２８は、除算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の給電対象アンプに送信するとともに、当該給電対象アンプの切替処理部５６へ給電対象であると判定する切替信号を送信する（ステップＳ１４）。図４に示すように、コントローラ２８は、除算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の給電対象アンプである第１アンプ３０ａと第２アンプ３０ｂとに送信する。なお、当該切り替えの際に、スイッチ５２は、補償部４０と加算器５４とを接続する状態に一瞬切り替えられ、コントローラ２８から送信された除算後偏差積算値は、給電対象アンプである第１アンプ３０ａの加算器５４（積分ゲイン５３の乗算後に）および加算器５１に入力されるとともに、給電対象アンプである第２アンプ３０ｂの加算器５４（積分ゲイン５３の乗算後に）および加算器５１に入力される。
【0080】
以上のように、コントローラ２８は、切り替えの直前に給電対象アンプによる給電に用いられていた偏差積算値の合算値である合算後偏差積算値を、切り替えの直後の給電対象アンプの個数で除算して送信することによって、補償を行う。これによって、切り替えの直後の給電対象アンプである第１アンプ３０ａおよび第２アンプ３０ｂは、切り替えの直前の偏差積算値を引き継ぐことができ、ともに除算後偏差積算値を用いて給電を行える。これによって、切り替えショックを低減できる。
【0081】
【0082】
まず、第１アンプ３０ａは、指令に基づく永久磁石２４の指令速度と、永久磁石２４の実速度との差分である速度偏差を算出する（ステップＳ１）。
【0083】
次に、第１アンプ３０ａは、算出した速度偏差を、除算後偏差積算値に積算することによって、偏差積算値を算出する（ステップＳ２）。
【0084】
最後に、第１アンプ３０ａは、偏差積算値を用いて、給電対象コイルである第１コイル２０ａに給電を行う（ステップＳ３）。具体的には、第１アンプ３０ａは、直前に算出した偏差積算値を用いて、給電対象コイルである第１コイル２０ａに給電を行う。
【0085】
第１アンプ３０ａは、上述した動作を繰り返し行う。
【0086】
第２アンプ３０ｂも上述したような第１アンプ３０ａの動作と同様の動作を繰り返し行い、第２コイル２０ｂに給電を行う。
【0087】
第１コイル２０ａに給電を行うことによって、永久磁石２４は、第１コイル２０ａに引っ張られてまたは押し出されて配列方向に移動するとともに（図３の矢印Ｃ参照）、第２コイル２０ｂに給電を行うことによって、永久磁石２４は、第２コイル２０ｂに引っ張られてまたは押し出されて配列方向に移動する。第１コイル２０ａに供給する電流の向きおよび第２コイル２０ｂに供給する電流の向きは、永久磁石２４の磁極の位置に応じて設定する。
【0088】
次に、図５、図６および図８を参照して、給電対象コイルを２個から３個に切り替える際の動作の一例について説明する。図５から図６に示す状態になる場合、永久磁石２４の進行方向（矢印Ｃ参照）の前方側の第６位置センサ３４ｆは、永久磁石２４の前端部と交差方向に対向することによって、永久磁石２４の前端部を検出する。したがって、コントローラ２８は、第６位置センサ３４ｆが配置されている第３コイル２０ｃを給電対象コイルとする。したがって、図６に示す状態では、第１アンプ３０ａ、第２アンプ３０ｂ、および第３アンプ３０ｃが給電対象アンプとなる。コントローラ２８は、給電対象アンプである第１アンプ３０ａ、第２アンプ３０ｂ、および第３アンプ３０ｃの切替処理部５６へ給電対象であると判定する切替信号を送信するとともに、指令を送信し、第１アンプ３０ａ、第２アンプ３０ｂおよび第３アンプ３０ｃに対して補償を行う。
【0089】
図８をも参照して、給電対象コイルの切り替えを行う際のコントローラ２８の動作について説明する。
【0090】
まず、コントローラ２８は、１以上の給電対象コイルの切り替えの直前に、１以上の給電対象アンプのそれぞれによって算出された偏差積算値を取得する（ステップＳ１１）。図５に示す状態から図６に示す状態に切り替える場合、コントローラ２８は、当該切り替えの直前に給電対象アンプである第１アンプ３０ａによって算出された偏差積算値および第２アンプ３０ｂによって算出された偏差積算値を取得する。
【0091】
次に、コントローラ２８は、取得した偏差積算値を合算することによって、当該切り替えの直前に給電に用いられていた偏差積算値の合算値である合算後偏差積算値を算出する（ステップＳ１２）。図５に示すように、当該切り替えの直前の給電対象アンプは第１アンプ３０ａおよび第２アンプ３０ｂであるので、コントローラ２８は、第１アンプ３０ａから取得した偏差積算値と、第２アンプ３０ｂから取得した偏差積算値とを合算することによって、当該切り替えの直前に給電に用いられていた偏差積算値の合算値である合算後偏差積算値を算出する。
【0092】
次に、コントローラ２８は、算出した偏差積算値を、当該切り替えの直後の給電対象コイルの個数で除算し、除算後偏差積算値を算出する（ステップＳ１３）。図６に示すように、当該切り替えの直後の給電対象コイルは第１コイル２０ａ、第２コイル２０ｂおよび第３コイル２０ｃの３個であるので、コントローラ２８は、算出した合算後偏差積算値を３で除算することによって、除算後偏差積算値を算出する。
【0093】
最後に、コントローラ２８は、除算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の給電対象アンプに送信するとともに、当該給電対象アンプの切替処理部５６へ給電対象であると判定する切替信号を送信する（ステップＳ１４）。図６に示すように、コントローラ２８は、除算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の給電対象アンプである第１アンプ３０ａと第２アンプ３０ｂと第３アンプ３０ｃとに送信する。なお、当該切り替えの際に、スイッチ５２は、補償部４０と加算器５４とを接続する状態に一瞬切り替えられ、コントローラ２８から送信された除算後偏差積算値は、給電対象アンプである第１アンプ３０ａの加算器５４（積分ゲイン５３の乗算後に）および加算器５１に入力されるとともに、給電対象アンプである第２アンプ３０ｂの加算器５４（積分ゲイン５３の乗算後に）および加算器５１に入力され、給電対象アンプである第３アンプ３０ｃの加算器５４（積分ゲイン５３の乗算後に）および加算器５１に入力される。
【0094】
なお、可動子１８がさらに移動し、配列方向における永久磁石２４の進行方向の後方側の第１位置センサ３４ａが、永久磁石２４の後端部と交差方向に対向し、永久磁石２４の後端部を検出した場合、コントローラ２８は、第１位置センサ３４ａが配置されている第１コイル２０ａを給電対象コイルとしない。
【0095】
以上のように、コントローラ２８は、切り替えの直前に給電対象アンプによる給電に用いられていた偏差積算値の合算値である合算後偏差積算値を、切り替えの直後の給電対象コイルの個数で除算して送信することによって、補償を行う。これによって、切り替えの直後の給電対象アンプである第１アンプ３０ａ、第２アンプ３０ｂおよび第３アンプ３０ｃは、切り替えの直前の偏差積算値を引き継ぐことができ、ともに除算後偏差積算値を用いて給電を行える。これによって、切り替えショックを低減できる。
【0096】
以上のようなリニアモータシステム１０によれば、補償部４０は、１以上の給電対象コイルの切り替えの際に、当該切り替えの直前に１以上の給電対象コイルのそれぞれへの給電に用いられた偏差積算値を合算した値である合算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって除算後偏差積算値を算出する。そして、速度制御部４８は、算出された除算後偏差積算値を用いてトルク指令を生成し、電流制御部５０は、生成されたトルク指令に基づいて、当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルに給電を行う。したがって、当該切り替えの前後で、１以上の給電対象コイルの個数が変わったとしても、当該切り替えの直前に用いられていた偏差積算値を合算した値である合算後偏差積算値を略均等に分けて、当該切り替え直後の１以上の給電対象コイルのそれぞれに給電を行うことができる。これによって、当該切り替えの際に、可動子にかかる推力が急峻に変化することを抑制でき、１以上の給電対象コイルを切り替える際の切り替えショックを低減できる。
【0097】
また、補償部４０は、当該切り替えの際に、除算後偏差積算値を当該切り替えの直後の１以上の給電対象アンプに送信し、当該切り替えの直後の１以上の給電対象アンプの速度制御部４８は、除算後偏差積算値を用いてトルク指令を生成し、当該切り替えの直後の１以上の給電対象アンプの電流制御部５０は、トルク指令に基づいて当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルに給電を行う。このように、当該切り替えの直後の１以上の給電対象アンプのそれぞれは、当該切り替えの直前に用いられていた偏差積算値を合算した値である合算後偏差積算値を略均等に分けた除算後偏差積算値を用いて給電を行うことができる。これによって、当該切り替えの際に、可動子にかかる推力が急峻に変化することを抑制でき、１以上の給電対象コイルを切り替える際の切り替えショックを低減できる。
【0098】
また、当該切り替えの直前の１以上の給電対象アンプのそれぞれは、速度偏差を除算後偏差積算値に積算することによって偏差積算値を算出し、補償部４０は、当該切り替えの直前に１以上の給電対象アンプのそれぞれによって算出された偏差積算値を合算することによって、当該切り替えの直前に１以上の給電対象コイルのそれぞれへの給電に用いられた偏差積算値を合算した値である合算後偏差積算値を算出する。これによって、補償部４０は、当該切り替えの直前に１以上の給電対象コイルのそれぞれへの給電に用いられた偏差積算値の合算値を容易に算出できる。
【0099】
また、制御装置１４は、第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊと通信可能であるコントローラ２８をさらに有し、コントローラ２８は、補償部４０を有する。このように、コントローラ２８は、第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊと通信可能であるので、第１～第１０アンプ３０ａ～３０ｊに対して容易に補償を行うことができる。
【0100】
また、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのそれぞれの配列方向の両端部に配置される第１～第２０位置センサをさらに備え、切替部３６は、第１～第１０コイル２０ａ～２０ｊのそれぞれについて、配列方向における永久磁石２４の進行方向の前方側の位置センサが永久磁石２４の前端部を検出した場合、当該位置センサが配置されているコイルを給電対象コイルとして選択し、配列方向における永久磁石２４の進行方向の後方側の位置センサが永久磁石２４の後端部を検出した場合、当該位置センサが配置されているコイルを給電対象コイルとして選択しない。これによって、切替部３６は、給電対象コイルを容易に切り替えることができる。
【0101】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、第１～第１０アンプが、補償部４０を有している点において、実施の形態１と主に異なっている。なお、以下の説明では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、第１～第１０アンプが、補償部４０を有している点において、実施の形態１と主に異なっている。なお、以下の説明では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【0102】
図９は、実施の形態２に係るリニアモータシステム１０ａの機能構成を示すブロック図である。図９に示すように、実施の形態２に係るリニアモータシステム１０ａは、コントローラ２８ａと、第１～第３アンプ６０ａ～６０ｃとを有している。なお、図示は省略するが、リニアモータシステム１０ａは、第４～第１０アンプも有している。
【0103】
コントローラ２８ａは、補償部４０を有していない点において、コントローラ２８と異なっている。
【0104】
第１アンプ６０ａは、補償部４０を有している点において、第１アンプ３０ａと異なっている。第２アンプ６０ｂおよび第３アンプ６０ｃは、第１アンプ６０ａと同様の構成である。また、リニアモータシステム１０ａにおける第４～第１０アンプも、第１アンプ６０ａと同様の構成である。リニアモータシステム１０ａにおいて、第１アンプ６０ａ、第２アンプ６０ｂ、第３アンプ６０ｃ、および第４～第１０アンプは相互に通信可能である。
【0105】
図１０は、図９のリニアモータシステム１０ａの動作の一例を説明するための説明図であり、第１の状態を示す図である。図１１は、図９のリニアモータシステム１０ａの動作の一例を説明するための説明図であり、第２の状態を示す図である。図１２は、図１のリニアモータシステム１０ａの動作の一例を説明するための説明図であり、第３の状態を示す図である。図１３は、図１のリニアモータシステム１０ａの動作の一例を説明するための説明図であり、第４の状態を示す図である。図１０～図１３を参照して、リニアモータシステム１０ａの動作の一例について説明する。
【0106】
図１０および図１１を参照して、給電対象コイルを１個から２個に切り替える際の動作の一例について説明する。図１０に示す状態では、第１アンプ６０ａが給電対象アンプとなり、図１１に示す状態では、第１アンプ６０ａおよび第２アンプ６０ｂが給電対象アンプとなる。切り替えの直前の給電対象アンプである第１アンプ６０ａの補償部４０は、当該切り替えの直後の給電対象アンプである第１アンプ６０ａおよび第２アンプ６０ｂに対して補償を行う。具体的には、第１アンプ６０ａの補償部４０は、図３に示す状態から図４に示す状態に切り替える際のコントローラ２８の補償部４０の動作と同様の動作を行うことによって、当該切り替えの直後の給電対象アンプである第１アンプ６０ａおよび第２アンプ６０ｂに対して補償を行う。すなわち、当該切り替えの直前の第１アンプ６０ａの補償部４０は、当該切り替えの際に、合算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって除算後偏差積算値を算出し、除算後偏差積算値を当該切り替えの直後の給電対象アンプである第１アンプ６０ａおよび第２アンプ６０ｂに送信する。
【0107】
次に、図１２および図１３を参照して、給電対象コイルを２個から３個に切り替える際の動作の一例について説明する。図１２に示す状態では、第１アンプ６０ａおよび第２アンプ６０ｂが給電対象アンプとなり、図１３に示す状態では、第１アンプ６０ａ、第２アンプ６０ｂおよび第３アンプ６０ｃが給電対象アンプとなる。切り替えの直前の給電対象アンプである第１アンプ６０ａの補償部４０および第２アンプ６０ｂの補償部４０のいずれか一方は、当該切り替えの直後の給電対象アンプである第１アンプ６０ａ、第２アンプ６０ｂおよび第３アンプ６０ｃに対して補償を行う。具体的には、第１アンプ６０ａの補償部４０および第２アンプ６０ｂの補償部４０のいずれか一方は、図５に示す状態から図６に示す状態に切り替える際のコントローラ２８の動作と同様の動作を行うことによって、当該切り替えの直後の給電対象アンプである第１アンプ６０ａ、第２アンプ６０ｂおよび第３アンプ６０ｃに対して補償を行う。すなわち、当該切り替えの直前の第１アンプ６０ａの補償部４０または第２アンプ６０ｂの補償部４０は、当該切り替えの際に、合算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって除算後偏差積算値を算出し、除算後偏差積算値を当該切り替えの直後の給電対象アンプである第１アンプ６０ａ、第２アンプ６０ｂおよび第３アンプ６０ｃに送信する。図１３では、第１アンプ６０ａの補償部４０が、補償を行う場合について示している。
【0108】
なお、たとえば、１以上の給電対象コイルの切り替えの直前に給電対象アンプではなかったアンプが、当該切り替えの直後の１以上の給電対象アンプに対して、補償を行ってもよい。
【0109】
以上のようなリニアモータシステム１０ａによれば、第１～第３アンプ６０ａ～６０ｃおよび第４～第１０アンプは、相互に通信可能であり、第１～第３アンプ６０ａ～６０ｃおよび第４～第１０アンプのそれぞれは、補償部４０を有し、切り替えの直前の１以上の給電対象アンプの補償部４０は、合算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の１以上の給電対象コイルの個数で除算することによって除算後偏差積算値を算出し、除算後偏差積算値を、当該切り替えの直後の１以上の給電対象アンプのそれぞれに送信する。このように、第１～第３アンプ６０ａ～６０ｃおよび第４～第１０アンプは、相互に通信可能であるので、上位制御部を設けることなく、当該切り替えの直後の１以上の給電対象アンプに対して補償を行うことができる。
【0110】
（補足）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１および実施の形態２について説明した。しかしながら、本開示による技術は、これらに限定されず、本開示の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態または変形例にも適用可能である。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１および実施の形態２について説明した。しかしながら、本開示による技術は、これらに限定されず、本開示の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態または変形例にも適用可能である。
【0111】
たとえば、上述した実施の形態において、第１～第１０アンプが、速度算出部４４、および偏差算出部４６を有する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、コントローラが、速度算出部４４、および偏差算出部４６を有していてもよい。
【0112】
また、たとえば、上述した実施の形態において、リニアモータシステム１０ａが、コントローラ２８ａを備える場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、リニアモータシステムは、コントローラを備えていなくてもよい。この場合、第１～第１０アンプのそれぞれが、指令部および切替部を有していてもよい。
【0113】
なお、上述の説明では、切替部３６は、複数のコイルのうちの１以上のコイルであって、配列方向における前記１以上のコイルのそれぞれの両端部に亘る領域の全部が、永久磁石２４と対向する１以上のコイルを、給電の対象となる１以上の給電対象コイルとして選択する構成としていたが、これに限らない。例えば、図１Ａにおいて、交差方向から見たときに第２コイル２０ｂの両端部に亘る領域の全部が永久磁石２４と対向しているが、例えば、交差方向から見たときに、第２コイル２０ｂが部分的に永久磁石２４と対向していなくても、配列方向（Ｘ方向）における第２コイル２０ｂの両端部が永久磁石２４と対向していれば給電対象コイルとして選択させる構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0114】
本開示に係るリニアモータシステムは、搬送装置等に広く利用可能である。
【符号の説明】
【0115】
１０，１０ａ リニアモータシステム
１２ リニアモータ
１４ 制御装置
１５ 位置検出装置
１６ 固定子
１８ 可動子
２０ａ 第１コイル
２０ｂ 第２コイル
２０ｃ 第３コイル
２０ｄ 第４コイル
２０ｅ 第５コイル
２０ｆ 第６コイル
２０ｇ 第７コイル
２０ｈ 第８コイル
２０ｉ 第９コイル
２０ｊ 第１０コイル
２２ 基台
２４ 永久磁石
２６ 荷台
２８，２８ａ コントローラ
３０ａ 第１アンプ
３０ｂ 第２アンプ
３０ｃ 第３アンプ
３０ｄ 第４アンプ
３０ｅ 第５アンプ
３０ｆ 第６アンプ
３０ｇ 第７アンプ
３０ｈ 第８アンプ
３０ｉ 第９アンプ
３０ｊ 第１０アンプ
３４ａ 第１位置センサ
３４ｂ 第２位置センサ
３４ｃ 第３位置センサ
３４ｄ 第４位置センサ
３４ｅ 第５位置センサ
３４ｆ 第６位置センサ
３４ｇ 第７位置センサ
３４ｈ 第８位置センサ
３４ｉ 第９位置センサ
３４ｊ 第１０位置センサ
３４ｋ 第１１位置センサ
３４ｌ 第１２位置センサ
３４ｍ 第１３位置センサ
３４ｎ 第１４位置センサ
３４ｏ 第１５位置センサ
３４ｐ 第１６位置センサ
３４ｑ 第１７位置センサ
３４ｒ 第１８位置センサ
３４ｓ 第１９位置センサ
３４ｔ 第２０位置センサ
３５ スケール検出装置
３６ 切替部
３８ 指令部
４０ 補償部
４１ 加算器
４２ 除算器
４４ 速度算出部
４６ 偏差算出部
４８ 速度制御部
５０ 電流制御部
５１ 加算器
５２，５７ スイッチ
５３ 積分ゲイン
５４ 加算器
５５ 比例ゲイン
５６ 切替処理部
６０ａ 第１アンプ
６０ｂ 第２アンプ
６０ｃ 第３アンプ
１２ リニアモータ
１４ 制御装置
１５ 位置検出装置
１６ 固定子
１８ 可動子
２０ａ 第１コイル
２０ｂ 第２コイル
２０ｃ 第３コイル
２０ｄ 第４コイル
２０ｅ 第５コイル
２０ｆ 第６コイル
２０ｇ 第７コイル
２０ｈ 第８コイル
２０ｉ 第９コイル
２０ｊ 第１０コイル
２２ 基台
２４ 永久磁石
２６ 荷台
２８，２８ａ コントローラ
３０ａ 第１アンプ
３０ｂ 第２アンプ
３０ｃ 第３アンプ
３０ｄ 第４アンプ
３０ｅ 第５アンプ
３０ｆ 第６アンプ
３０ｇ 第７アンプ
３０ｈ 第８アンプ
３０ｉ 第９アンプ
３０ｊ 第１０アンプ
３４ａ 第１位置センサ
３４ｂ 第２位置センサ
３４ｃ 第３位置センサ
３４ｄ 第４位置センサ
３４ｅ 第５位置センサ
３４ｆ 第６位置センサ
３４ｇ 第７位置センサ
３４ｈ 第８位置センサ
３４ｉ 第９位置センサ
３４ｊ 第１０位置センサ
３４ｋ 第１１位置センサ
３４ｌ 第１２位置センサ
３４ｍ 第１３位置センサ
３４ｎ 第１４位置センサ
３４ｏ 第１５位置センサ
３４ｐ 第１６位置センサ
３４ｑ 第１７位置センサ
３４ｒ 第１８位置センサ
３４ｓ 第１９位置センサ
３４ｔ 第２０位置センサ
３５ スケール検出装置
３６ 切替部
３８ 指令部
４０ 補償部
４１ 加算器
４２ 除算器
４４ 速度算出部
４６ 偏差算出部
４８ 速度制御部
５０ 電流制御部
５１ 加算器
５２，５７ スイッチ
５３ 積分ゲイン
５４ 加算器
５５ 比例ゲイン
５６ 切替処理部
６０ａ 第１アンプ
６０ｂ 第２アンプ
６０ｃ 第３アンプ
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】