专利名称：：线性电动机的位置检测系统的制作方法
技术领域：
：0001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：
：0002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。0003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l)。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。0004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。特许第3036274号公报0005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4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。0006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0007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。0008为了解决上述课题，技术方案l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0009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0010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。0011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。0012技术方案5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，进一步具有轴承，其安装于所述磁传感器收容部的所述轴线方向的一端，并导向所述芯杆进行直线运动。0013技术方案6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，所述励磁磁铁作为所述动子或者所述定子的一方，所述线性电动机具有在与所述轴线方向正交的方向的两端面被磁化为N极以及S极的磁极的多个磁铁在所述轴线方向排列的励磁磁铁；作为所述动子或者所述定子的另一方，所述励磁磁铁是具有隔着空隙与所述励磁磁铁相对的多个线圈的平面式线性电动机。0014根据技术方案1所述的发明，由于磁传感器检测磁场的方向的变化，因此即使动子或者定子的一方与磁传感器之间的距离偏离，磁传感器所输出的正弦波状信号以及余弦波状信号中变化较少。由此，可以进行动子的正确的位置的检测，并且磁传感器的安装调整变得容易。另外，由于将原本用于产生推力的动子或者定子的一方的磁极作为磁尺挪用，因此可以以更加廉价的方式实现小型的磁传感器。0015根据技术方案2所述的发明，由于位置检测电路对磁传感器所输出的正弦波状信号以及余弦波状信号进行内插处理，因此在比磁编码器磁极间的间距更长的动子或者定子中将一方的磁极作为磁尺挪用，也可以获得分辨率高的位置检测系统。0016根据技术方案3所述的发明，通过在芯杆的磁铁之间介入软磁性材料，可以将芯杆中所产生的磁通量密度的分布靠近正弦波。因此，能够通过磁传感器检测动子的正确位置。0017根据技术方案4所述的发明，线圈所产生的热量难以传导至磁传感器。磁传感器具有温度特性，由温度的变化而输出受到影响。能够防止磁传感器的输出被线圈的热量所影像。0018根据技术方案5所述的发明，由于轴瓦导向芯杆，因此能够将芯杆与磁传感器之间的距离保持大致一定。0019根据技术方案6所述的发明，通过将在与轴线方向正交的方向的两端面被磁化为N极以及S极的磁极的多个磁铁在轴线方向排列，能够将励磁磁铁所产生的磁通量密度的分布靠近于理想的正弦波。因此，能够通过磁传感器检测动子的正确的位置。0020图1是本发明的一实施方式中的位置检测系统的结构图。图2是表示线性电动机的立体图(表示部分截面图)。图3是表示保持于线圈座的线圈单元的立体图。图4是表示线性电动机的磁铁与线圈的位置关系。图5是表示磁传感器的原理的立体图。图6是表示磁场的方向的角度e与磁传感器的电阻值的关系图表。图7是表示磁传感器的强磁性薄膜金属的形状的平面图。图8是图7的磁传感器的等效电路图。图9是表示由惠斯登桥构成的磁传感器的图。图IO是表示芯杆产生的磁场与磁传感器的位置关系的图。图11是表示磁传感器所检测到的磁矢量的方向与输出电压的关系的图表。图12表示二组全桥结构的磁传感器的图(图中(A)是表示磁传感器的强磁性薄膜金属的形状的平面图，图中(B)是等效电路图)。图13是表示由磁传感器输出的正弦波状信号以及余弦波状信号的图表。图14是表示芯杆与磁传感器的位置关系以及磁传感器的输出信号的概括图。图15是表示由正弦波以及余弦波所描绘出的利萨如图形的图。图16是表示安装于末端箱的磁传感器的侧面图。图17表示安装于末端箱的轴瓦(bush)的侧面图。图18是检测电路的结构图。图19是查表(lookuptable)存储器的存储器结构图。图20是表示线性电动机的其他的例子的图。图21是线性电动机的其他例子的正面图。图22是沿着电枢的移动方向的截面图。图23是驱动用磁铁的平面图(图中(a)是表示多个的驱动用磁铁的平面图，图中(b)是表示各驱动用磁铁的平面图)。图24将仿真计算出的磁化强度(磁通量密度)与正弦波进行比较的图表。图25是表示驱动用磁铁为长方形的情况的比较例的平面图。图26是表示驱动用磁铁为长方形的情况的仿真的结构的图表。图27是表示驱动用磁铁的其他例的平面图。图28是表示驱动用磁铁的侧面形状的其他例的侧面图。图29是表示驱动用磁铁的侧面形状的另外的其他例的侧面图。图30是表示通过驱动用磁铁的上方的磁传感器的侧面图。图31是表示磁传感器输出的电压信号的图。图32是线性电动机的控制装置的结构图。图33是表示以往的编码器的概括图。图34是表示以往的编码器的磁尺与磁传感器的位置关系以及磁传感器的输出信号的概括图。图35是表示在磁尺两侧配置磁传感器的例子的图。0021图中1—芯杆2—线圈收容箱3—磁铁4一线圈8—轴瓦(轴承)9—末端箱(磁传感器收容箱)ll一线性电动机12—磁传感器13—位置检测电路14—驱动器21—玻璃基板22—磁阻元件26—磁传感器收容部27—填充材料30—A/D转换器32—信号处理部(相位角数据计算机构、脉冲信号输出机构)具体实施例方式0022下面，根据附图详细地说明本发明的实施方式。图l表示本发明的一实施方式中的线性电动机的位置检测系统。该位置检测系统具有线性电动机ll;磁传感器12，其检测线性电动机11的芯杆l的位置；位置检测电路13，其将磁传感器12所输出的信号进行内插处理。位置检测电路13输出的位置的信号被输出至线性电动机11的驱动器14。驱动器14中，装入PWM变换器(PWM:PulseWidthModulation)等的功率转换器、以及控制器，其中功率转换器提供设定为适合于控制线性电动机11的形式的功率，其中的控制器通过来自位置检测电路13的信号以及来自上位计算机的指令控制功率转换器。磁传感器12与位置检测电路13，通过编码器电缆15连接。线性电动机11的线圈与驱动器的功率转换器，通过动力电缆16连接。0023图2表示线性电动机11的立体图(一部分为截面图)。该线性电动机11是芯杆1相对于线圈收容箱2在轴线方向移动的杆式线性电动机。例如，用于在芯杆1的前端安装片状的电子部件等，将电子部件安装于基板上的规定位置。线性电动机11可以以一轴来进行使用，也可以作为用于提高操作效率的多轴的致动器，多个排列进行使用。0024;i在线圈收容箱2内，层叠有多个线圈4。在线圈收容箱2的两端面分别安装有末端箱9。在末端箱9安装有用于导向直线运动的轴承即轴瓦8。0025芯杆l，例如由不锈钢等的非磁性构成，如导管那样具有中空的空间。在芯杆1的中空空间，圆筒状的多个磁铁3(分段磁铁(ir夕、V乂卜磁石))以彼此同极相对的方式层叠。也就是说，以N极与N极相对，S极与S极相对的方式层叠。在相邻的磁铁3之间，介入由例如铁等的软磁性材料构成极靴7(磁极区)。通过介入极靴7，能够使芯杆1中产生的磁通量密度接近于正弦波。为了使磁通量密度接近于正弦波且使磁通量密度较大，极靴7的轴线方向的长度，设定得比磁铁3的轴线方向的长度短。该实施方式中，极靴7的轴线方向的长度，设定为磁铁3的轴线方向的长度的约1/2。芯杆1，贯穿于层叠的线圈4内，并且以可以在线圈收容箱2内在轴线方向上移动的方式支撑。0026如图3所示，线圈4将铜线以螺旋状巻绕，并保持于线圈座5。由于必需使相邻的线圈4绝缘，在线圈4之间介入环状的树脂制垫片5a。在线圈座5上设有印制基板6，线圈4的绕组的端部4a，接线于印制基板6。0027该实施方式中，通过将线圈4以及线圈座5设于铸模、并将熔化的树脂或者特殊陶瓷注入铸模内的镶嵌成形，将线圈收容箱2与线圈4成形为一体。如图2所示，在线圈收容箱2，为了提高线圈4的散热性形成多个散热片2a。再有，也可以将保持于线圈座5的线圈4收纳于铝制的线圈收容箱2，并将线圈4与线圈收容箱2之间的空隙以粘着剂填充，将线圈4与线圈座5固定于线圈收容箱2。0028图4表示线性电动机的磁铁3与线圈4的位置关系。在芯杆l内的中空空间，圆盘状的多个磁铁3(分段磁铁)以彼此同极相对的方式排列。线圈4为由3个U/V/W相构成一组的三相线圈。将一组的三相线圈组合多个，从而构成线圈单元。若在分为U/V/W相的三相的多个线圈中流过每120°相位不同的三相电流，则产生在线圈4的轴线方向移动的移动磁场。芯杆l，通过移动磁场获得推力，与移动磁场的速度同步从而对于线圈4相对地进行直线运动。0029如图2所示，在磁传感器收容箱即末端箱9的一方，安装有用于检测芯杆1的位置的磁传感器12。磁传感器12与芯杆1开有规定的空隙来设置，检测由芯杆1的直线运动所产生的芯杆1的磁场的方向(磁力矢量的方向)的变化。0030如图5所示，磁传感器12具有磁阻元件22，该磁阻元件22，由Si或者玻璃基板21，和在其上形成的将Ni、Fe等的强磁性金属作为主要成分的合金的强磁性薄膜金属构成。磁传感器12，由于在指定的磁场方向电阻值发生变化，因此被称为AMR(Anisotropic-Magnetro-Resistance)传感器(各向异性磁阻传感器)。0031在磁阻元件22中流过电流，并施加电阻变化量饱和的磁场强度，并将其磁场(H)的方向相对于电流方向Y给予角度变化e。如图6所示，电阻变化量(AR)，在电流方向与磁场的方向垂直(0=90。，270。)时为最大，在电流方向与磁场的方向平行时为最小。电阻R，对应电流方向与磁场方向的角度分量，如下面叙述的(1)式变化。(式1)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>Ro:无磁场中的强磁性薄膜金属的电阻值△R:电阻变化量0:表示磁场方向的角度0032如果是饱和灵敏度区域以上，则AR为恒定值，电阻值R不受磁场强度影像。0033在饱和灵敏度区域以上的磁场强度下，将检测磁场的方向的磁传感器12的强磁性薄膜金属的形状在图7中表示。在纵方向形成的强磁性薄膜金属电阻丝(element)(Rl)和在横方向形成的电阻丝(R2)为串联连接的形状。促使相对于电阻丝(Rl)最大的电阻变化的垂直方向的磁场，相对于电阻丝(R2)为最小的电阻变化。电阻值R1和R2以下面的公式给出。(式2)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(式3)将该磁传感器12的等效电路(半桥)在图8中表示。输出V()ut以下面的公式给出。(式4)V()u〖K卜Vc'c:/(Ri+l《2)-'(4》将式(2)、(3)代入式(4)，并进行整理(式5)V('ui:Vcl'2.+<tc,s2^…(5)"=￡iSOV"./2(2R—厶R)成立。0034如图9所示若形成强磁性薄膜金属的形状，则一般情况下为周知的惠斯登桥的结构。通过使用2个输出Vqut+和V0UT-，可以进行中点电位的稳定性的提高和放大。0035对芯杆1直线运动时的磁场方向变化和磁传感器12的输出进行说明。如图10所示，将磁传感器12，在施加饱和灵敏度区域以上的磁场强度的间隙1的位置，且以磁场的方向变化对传感器面起作用的方式配置。如图ll所示，芯杆1在直线移动距离A时，在传感器面磁场的方向转动一次。此时电压信号为1周期的正弦波。如果更准确地说，由式(5)Vout=Vcc/2+aCOS2^输出波形为2周期的波形。但是，如果相对于磁传感器12的电阻丝的延伸方向成45。地施加偏磁场，则周期减半，芯杆1在直线移动A时得到1周期的输出波形。0036为了知道运动的方向，如图12所示，将2组全桥结构的电阻丝，以彼此倾斜45。的方式形成于一个基板上即可。通过2组全桥电路获得的输出VqutA和V0UTB，如图13所示，成为彼此具有90。的相位差的余弦波以及正弦波。0037根据本实施方式，由于磁传感器12检测芯杆1的磁场方向的变化，因此如图14所示，即使磁传感器12的安装位置从(1)偏离至(2)，磁传感器12输出的正弦波以及余弦波中变化也较少。如图15所示，由正弦波以及余弦波描绘的利萨如(lissajou)图像其圆的大小难以变化。因此，能够正确地检测磁力矢量24的方向《。由于即使并不高精度地管理芯杆1与磁传感器12之间的间隙，也能够检测芯杆1的正确位置，因此磁传感器12的安装变得容易。不仅如此，在由轴瓦8所导向的芯杆1中也可以具有间隙，并且也可以容许芯杆1的少许弯曲。0038图16表示在末端箱9中安装的磁传感器12。在末端箱9中，设有由用于收容磁传感器12的空间构成的磁传感器收容部26。在磁传感器收容部26内配置了磁传感器12后，在磁传感器12的周围以填充材料27进行填充。由此，磁传感器12固定于末端箱9。磁传感器12具有温度特性，由温度的变化而输出发生变化。为了降低从线圈4接受的热量的影响，在末端箱9以及填充材料27中，使用比线圈收容箱2热传导率更低的材料。例如，在线圈收容箱2中使用环氧系的树脂，在末端箱9以及填充材料27中，使用聚苯硫醚(PPS)。0039图17表示安装于末端箱9的轴承即轴瓦8。通过使末端箱9具有轴承功能，能够防止芯杆1与磁传感器12之间的间隙变动。0040图18表示位置检测电路13的结构图。磁传感器12输出的正弦波信号以及余弦波信号，被取入位置检测电路13。内插电路(内插器)即位置检测电路13，对存在90°相位差异的正弦波信号以及余弦波信号施加数字的内插处理从而输出高分辨率的相位角数据。芯杆1的磁极间的间距为例如几十mm的级别，比起磁传感器的编码器的几百)Lmi的级别大许多。将芯杆1作为磁尺挪用时，需要详细区分磁传感器12输出的正弦波信号以及余弦波信号，并提高分辨率。磁传感器12输出的正弦波信号以及余弦波信号的变化，对提高了分辨率的位置检测电路带来很大的影响。因此，希望磁传感器12输出的正弦波信号以及余弦波信号的变化较小。0041存在90°相位差异的正弦波信号以及余弦波信号各自，输入A/D转换器30。A/D转换器30，将正弦波信号以及余弦波信号各自以规定的周期采样为数字数据DA、DB。0042预先，如图19所示，在查表存储器31中，存储基于使用了反正切函数(TAN—1)的下面的公式而作成的查表数据。u=ATAN-'(DB/DA)0043图19中，表示在8比特X8比特的地址空间具有1周期1000分块的相位角数据情况下的查表存储器的存储器结构。0044相位角数据计算机构即信号处理部32，将数字数据DA、DB分别作为x、y地址检索查表数据，获得对应x、y地址的相位角数据u。由此，可以在l波长(从0至2;r的区间)内进行分块/内插。再者，也可以代替使用査表存储器，通过进行u=ATAN—'(DB/DA)的计算，从而计算出相位角数据u，由此在l波长(从0至2;r的区间)内进行分块/内插。0045接下来，脉冲信号发生机构即信号处理部32，从相位角数据u生成A相编码器脉冲信号以及B相编码器脉冲信号，并在1周期生成1次的Z相脉冲信号。信号处理部32输出的A相脉冲信号、B相脉冲信号、Z相脉冲信号，输出至线性电动机11的驱动器14。驱动器14根据该位置信号控制功率转换器。0046图20以及图21表示线性电动机的其他例。图20表示线性电动机的立体图(含有工作台的截面图)，图21表示正面图。该线性电动机，是相对于具有在表面被磁化为N极或者S极的多个的板状的驱动用磁铁5515的励磁磁铁，电枢60相对地进行直线运动的平面式线性电动机。电枢60，隔着空隙g与励磁磁铁相对。0047在细长延伸的基部54上，板状的多个驱动用磁铁55在轴线方向排成一列。这些多个的驱动用磁铁55为线性电动机的定子。基部54，由底壁部54a、以及在底壁部54a的宽度方向的两侧设置的一对的侧壁部54b构成。在底壁部54a上面安装驱动用磁铁55。0048在各驱动用磁铁55，在与轴线方向正交的方向(图中上下方向)的两端面，形成N极以及S极。为了在多个的驱动用磁铁55的表面交替地形成N极以及S极，各驱动用磁铁55相对于相邻的一对的驱动用磁铁55，以使磁极反转的状态排列。0049在基部54的侧壁部54b的上面，安装有直线导向装置59的导轨58。在导轨58，可以滑动地安装有移动块57。在导轨58与移动块57之间，介入可以滚转运动的多个球(并未图示)。在移动块57，设有用于使多个球循环的环路状的球循环路径。轨道58若相对于移动块57滑动，则多个球在其间滚转运动，另外多个球在球循环路径循环。由此，可以进行移动块57的顺畅的直线运动。0050在直线导向装置59的移动块57的上面，安装工作台53。工作台53由例如铝等的非磁性材料构成。在工作台53安装移动对象。在工作台53的下面，悬挂线性电动机的动子即电枢60。如图21的正面图，在驱动用磁铁55与电枢60之间设于空隙g。导向装置59中，电枢60相对于驱动用磁铁55相对地移动时，将该空隙g维持于一定。0051图22表示沿着电枢60的移动方向的截面图。在工作台53的下面，隔着绝热材料63安装有电枢60。电枢60，由硅钢等的磁性材料所形成的磁心，和在磁心64的突出极64a、64b、64c巻绕的三相线圈66a、66b、66c构成。对各三相线圈66a、66b、66c，提供具有120度的相位差的三相16交流电流。在突出极64a、64b、64c巻绕三相线圈66之后，三相线圈66被树脂密封。0052在工作台53的下面，夹着电枢60安装有一对的辅助磁心67。辅助磁心67，为了降低线性电动机所产生的齿槽效应而设置。0053如图21所示，在电枢60，安装有具有磁阻元件22的磁传感器62。磁传感器62，与电枢60—起移动的同时检测出定子即多个的驱动用磁铁55的磁场的方向。0054对定子即驱动用磁铁55的形状以及驱动用磁铁55所产生的磁场强度的分布进行说明。图23(a)，表示多个的驱动用磁铁55的平面图，图23(b)表示各驱动用磁铁55的宽度方向的端部的平面图。该实施方式中，驱动用磁铁55的磁传感器62通过的部分Ll即端部55a(正确地说是处于磁传感器62通过的部分L1的下方的端部55a)，形成圆弧形状。再有，由于该端部55a形成圆弧形状，因此电枢60的移动方向的中央部68的横宽W2比两端部69的横宽Wl宽。0055图24，是将正弦波与通过仿真而计算的磁场强度(磁通量密度)进行比较的情况。磁传感器62，在驱动用磁铁55的圆弧形状的端部55a的上方几mm的位置移动。该图24，表示在磁传感器62移动的位置的磁场强度的分布。通过将驱动用磁铁55的中央部68的横宽设定得比两端部69宽，能够在驱动用磁铁55的中央部68带来磁场强度的峰值，能够减小两端部69的磁场强度。因此，通过仿真获得的磁场强度的分布近似于正弦波。0056图25，表示驱动用磁铁55为长方形的情况的比较例。图26是计算驱动用磁铁55的宽度方向的中央部的磁场强度的结果。仿真结果，驱动用il铁55为长方形的情况下，磁场强度的分布变为宽的波形，偏离于理想的正弦波。认为原因是动子的移动方向上的驱动用磁铁55的中央部的磁场强度变得接近于两端部的磁场强度，峰值难于出现。0057图27表示各驱动用磁铁55的其他例。图27(a)表示与第一实施方式的线性电动机相同，驱动用磁铁55的宽度方向的端部55a形成圆弧形状的例子。图27(b)的双点划线，表示将驱动用磁铁55的宽度方向的两端部55a、55b形成圆弧形状的例子。这样一来，能够遍及线圈的有效长度的全长从而使驱动用磁铁55的磁场强度的分布接近于正弦波。因此，能够降低线性电动机中产生的齿槽效应。0058图27(b)表示将驱动用磁铁55的宽度方向的端部55c削尖为三角形状。图27(b)中的双点划线，表示为了降低齿槽效应而将宽度方向的两端部55c、55fd削尖为三角形状的例子。0059图27(c)表示将驱动用磁铁55的宽度方向的端部55e削尖为梯形形状的例子。图27(c)中的双点划线，表示为了降低齿槽效应将宽度方向的两端面55e、55f削尖为梯形形状的例子。0060图27(d)表示将驱动用磁铁55的宽度方向的端部55g弄成椭圆形状的例子。图27(d)中的双点划线，表示为了降低齿槽效应将宽度方向的两端面55g、55h弄成椭圆形状的例子。0061图27(e)表示为了减低齿槽效应，使驱动用磁铁55的整体倾斜的例子。驱动用磁铁55的宽度方向的端部55i的平面形状，形成为圆弧形状，并且相对于与动子的移动方向正交的线L2左右对称。通过以线对称的方式形成端部55i的平面形状，能够使磁场强度的分布接近于正弦波。0062图27(f)表示为了降低齿槽效应，使驱动用磁铁55的整体倾斜的例子。该例中，驱动用磁铁55的端部55j形成圆弧形状，并且对于倾斜的中心线L3左右对称地形成。0063图28表示驱动用磁铁的另外的其他例。该例的驱动用磁铁56，在侧面图中，各驱动用磁铁56的磁传感器62通过的部分的形状(正确的为磁传感器62通过的部分的下方的形状)，形成半圆形状，动子的移动方向的中央部56a的高度比两端部56b的高度更高。通过增高驱动用磁铁56的中央部56a的高度，并降低两端部56b的高度，能够在驱动用磁铁56的中央部56a带来磁场驱动的峰值，并且能够减小两端部56b的磁场强度。因此，通过仿真而得到的磁场强度的分布70也接近于正弦波。0064将驱动用磁铁56在宽度方向(图28的纸面的正交方向)设定为截面一定的半圆柱形状，不管磁传感器62的宽度方向的安装位置，能够使磁场强度的分布接近于正弦波。另外，由于驱动用磁铁56的整体所产生的磁场的分布接近于正弦波，因此能够降低齿槽效应。0065图29表示驱动用磁铁56的侧面形状的另外的其他例。图29(a)表示与图28的例子相同，将驱动用磁铁56的侧面形状形成为半圆柱形状。图29(b)表示形成为三角形状的例子，图29(c)表示形成为梯形形状的例子，图29(d)表示形成六角形形状的例子。图29(e)表示将驱动用磁铁56的侧壁56c弄成直线形状，并将上部56d弄成圆弧形状。图29(f)表示将驱动用磁铁56的侧壁56e弄成直线形状，并将上部56f以直线和圆弧的组合构成的例子。在任何的例子中，动子的移动方向的驱动用磁铁56的中央部的高度设定得比两端部的高度更高。0066如图30所示，磁传感器62在驱动用磁铁55、56的上方的磁通量密度的分布78形成为正弦波的部分行进。驱动用磁铁55、56仅配置于磁传感器62的下侧。驱动用磁铁55、56中产生的磁力线在空气中传导，从而传导至相邻的驱动用磁铁55、56。0067将磁传感器62越是远离驱动用磁铁55、56，就越能够使磁传感器62所通过的部分磁通量密度的分布78接近于正弦波。但是，浪费的空间变大。通过将驱动用磁铁55的磁传感器62所通过的部分的平面形状形成为圆弧形状，并将驱动用磁铁56的磁传感器62所通过的部分的侧面形状形成为半圆柱形状，即使将磁传感器62并不那么远离驱动用磁铁55、56，也能够使磁传感器62所通过的部分的磁通量密度的分布接近于正弦波。另外，若将驱动用磁铁56的侧面形状形成为圆柱体形状，则驱动用磁铁56的磁通量密度的大小将少许变小。通过将驱动用磁铁55的平面形状形成为圆弧形状，磁通量密度的大小并不变小，能够增大线性电动机的推力。0068磁传感器62，检测驱动用磁铁55、56的磁场的方向。另外，如图31所示，磁传感器62，输出偏离了90度相位的正弦波状以及余弦波状的电压信号。如图32所示，磁传感器62输出的电压信号，输出至位置信号生成机构即内插器74。内插器74，基于正弦波状以及余弦波状的电压信号，计算动子即电枢60的位置信息。内插器74计算出的位置信息，输出至控制器76。内插器74的电路图，与图18所表示的位置检测电路13相同。上述控制器76，以按照来自上位的指令器73的位置指令来移动动子的方式，控制PWM变换器(PWM:PulseWidthModulation)等的功率转换器71，并最终控制提供给线性电动机72的电枢60的电流。控制器76的控制系统，由进行位置控制的位置控制回线、进行速度控制的速度控制回线、进行电流控制的电流控制回线构成。0069再者，本发明并不限定于上述实施方式，可以在并不改变本发明主旨的范围内进行各种变化。0070例如，虽然在上述的实施方式中是芯杆相对于线圈进行直线运动，但是也可以线圈相对于芯杆进行实现运动。0071再有，并不打算縮短芯杆的行程时，可以将磁传感器安装于线圈收容箱。由于产生推力的芯杆的磁场是强有力的，因此可以在不受芯杆所产生的磁场的影像的情况下，检测芯杆的磁场的方向。0072本说明书，根据2007年5月31申请的特愿2007-145641。该内容全部包含于此。权利要求1.一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定子的一方、和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的电流来获得用于直线运动的推力；磁传感器，其含有根据磁场的方向而电阻值发生变化的磁阻元件，并伴随通过所述动子相对于所述定子的相对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，检测所述动子相对于所述定子的相对位置。2.根据权利要求l所述的线性电动机的位置检测系统，其特征在于，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，其根据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。3.根据权利要求1或者2所述的线性电动机的位置检测系统，其特征在于，所述线性电动机是杆式线性电动机，其中，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被磁化为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，所述线性电动机具有围绕所述芯杆的多个线圈。4.根据权利要求3所述的线性电动机的位置检测系统，其特征在于，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收容部；以及填充材料，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；所述磁传感器收容箱以及所述填充材料的至少一方，比所述线圈收容箱热传导率低。5.根据权利要求4所述的线性电动机的位置检测系统，其特征在于，所述线性电动机进一步具有轴承，该轴承安装于所述磁传感器收容箱的所述轴线方向的一端，并导向所述芯杆进行直线运动。6.根据权利要求1或者2所述的线性电动机的位置检测系统，其特征在于，所述线性电动机是平面式线性电动机，其中，作为所述动子或者所述定子的一方，所述线性电动机具有在与所述轴线方向正交的方向的两端面被磁化为N极以及S极的磁极的多个磁铁在所述轴线方向排列的励磁磁铁；作为所述动子或者所述定子的另一方，所述线性电动机具有隔着空隙与所述励磁磁铁相对的多个线圈。全文摘要本发明提供一种位置检测系统，能够并不需要严格地管理传感器的安装精度，而以更廉价的方式实现。本发明的位置检测系统，具有线性电动机(11)，其含有N极以及S极的磁极在轴线方向交替排列的芯杆(1)、围绕芯杆(1)的多个线圈(4)；磁传感器(12)，其检测通过相对于线圈(4)的芯杆(1)的相对的直线运动所产生的芯杆(1)的磁场的方向的变化，并输出具有90°的相位差的正弦波状信号以及余弦波状信号；位置检测电路(13)，其基于正弦波状信号以及余弦波状信号，检测相对于线圈(4)的芯杆(1)的相对的位置。由于磁传感器(12)检测芯杆(1)的磁场的方向的变化，因此即使例如芯杆(1)与磁传感器(12)之间的距离偏离，磁传感器(12)所输出的正弦波状信号以及余弦波状信号中变化也较少。文档编号G01B7/00GK101680779SQ200880016499公开日2010年3月24日申请日期2008年5月30日优先权日2007年5月31日发明者东条敏郎,山中修平,浅生利之申请人:Thk株式会社