JP2019083596A - 搬送装置、加工システム、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 筺体が熱膨張しても、リニアアクチュエータの停止位置の正確な検出が可能となる搬送装置を提供する。【解決手段】 第一の上部、第一の下部、および前記第一の上部と前記第一の下部とをつなぐ第一の側部を有する前記移動部と、第二の上部、第二の下部、および前記第二の上部と前記第二の下部とをつなぐ第二の側部を有する固定部と、を有し、前記第二の下部の下面は、ベースに接触し、前記第一の上部と前記第一の下部との間に前記第二の上部が挿入され、前記第二の上部の下面にコイルが取り付けられ、前記第一の下部の上面に磁石が取り付けられ、前記第一の上部にスケールが取り付けられ、前記第二の側部の外側の側面にセンサが取り付けられていることを特徴とする。【選択図】 図４

Description

本発明は、リニアアクチュエータを用いた搬送装置であって、生産装置の作業工程間におけるワークを搬送するワーク搬送装置及びそのワーク搬送装置を備えたワーク加工システムに関するものである。

ワークの搬送装置を有する加工システムにおいては、所定の作業工程を行う複数の作業装置が所定の間隔をおいて設置され、それらの作業工程間にはワーク搬送装置が配設されている。そして、各作業工程でワークに所定の加工が施された後、そのワークが搬送装置により、次の作業工程へ順に搬送されるようになっている。

加工システムにおいて、各作業工程にて部品の組み立て等の精密な加工を施すためには、加工装置とワークの精密な位置合わせが必要である。そのための方法として、ワークを搬送するための搬送台車上にワークの位置決めを行った後、各作業行程における搬送台車の教示位置に搬送台車が移動して加工を行うダイレクト組立方式が広く知られている。

ダイレクト組立方式によって精密な加工を施すためには、搬送台車の教示位置に対する位置停止精度が重要であり、位置停止精度が高いリニアアクチュエータをワーク搬送装置のアクチュエータとして用いることが多い。

リニアアクチュエータを用いた搬送装置の場合、搬送台車上に駆動のためのアクチュエータや位置検出機を設けると、動力や信号伝達のための配線が必要になり、その配線によって、搬送台車の動作領域が制限されてしまう。そのため、搬送台車への配線が不要なムービングマグネット型リニアアクチュエータが用いられる。

ムービングマグネット型リニアアクチュエータは筺体に設置された固定子である複数のコイルに所定の制御された駆動電流を通電することにより、搬送台車に設置された可動子である永久磁石との反発力、吸着力を利用して搬送台車を移動させる。

引用文献１には、電磁石毎に通電制御が可能なリニアモータ固定子と、永久磁石からなるリニアモータ可動子を備える複数のスライダと、各電磁石の通電制御を個別に行う複数のモータコントローラとを備えるリニアコンベアが開示されている。

特開２０１３−１０２５７０号公報

前記特許文献１では、リニアアクチュエータにおける搬送台車の直線動作案内のために、直動ガイドが用いられている。直動ガイドは通常、円滑な摺動動作のために油やグリス等の潤滑剤が塗布されている。搬送台車の移動により、直動ガイドの摺動部から潤滑剤が飛散し、周囲に付着することで不具合が生じる。例えば、リニアアクチュエータにおける搬送台車の位置検出のためのエンコーダが搬送装置の筺体に設置されている。位置検出分解能を高めるため光学式のエンコーダを用いる場合があるが、直動ガイドから飛散した潤滑剤が光学式エンコーダに付着し、位置検出不良が発生する懸念がある。

本発明の目的は、直動ガイドからの潤滑剤の飛散によるエンコーダの汚染を抑制し、常に正確な位置検出が可能な搬送装置を提供することである。

本発明の搬送装置は、スケールおよびセンサによって移動部の位置を検出しながら、コイルおよび磁石を用いて前記移動部を固定部に取り付けられたガイドレールに沿って移動させる搬送装置において、前記コイルを有する固定部と、前記磁石を有する移動部と、前記移動部に取り付けられたスケールと、前記固定部に取り付けられ、前記スケールと対向する位置に配置されたセンサ検出部と、を有し、前記センサ検出部は、前記ガイドレールより高い位置に取り付けられていることを特徴とする。

また、本発明の搬送装置は、スケールおよびセンサによって移動部の位置を検出しながら、コイルおよび磁石を用いて前記移動部を固定部に取り付けられたガイドレールに沿って移動させる搬送装置において、前記コイルを有する固定部と、前記磁石を有する移動部と、前記移動部に取り付けられたスケールと、前記固定部に取り付けられ、前記スケールと対向する位置に配置されたセンサの検出部と、を有し、前記固定部は、前記センサの検出部と前記ガイドレールとの間にカバーが取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、直動ガイドからの潤滑剤の飛散によるエンコーダの汚染の少ない搬送装置を提供することが可能となる。

本発明の第一の実施形態による加工システムの全体構成を示す概略図である。 本発明の第一の実施形態による搬送装置の構成を示す概略図である。 本発明の第一の実施形態による搬送装置の構成を示す正面図である。 本発明の第一の実施形態による搬送装置の構成を示す断面図である。 本発明の第一の実施形態による搬送装置往路と台車移載装置の動作を表す図である。 本発明の第二の実施形態による搬送装置の構成を示す概略図である。 本発明の第二の実施形態による搬送装置の構成を示す正面図である。 本発明の第二の実施形態による搬送装置の構成を示す断面図である。

本発明の実施形態に関して図面を参照して説明する。

まず、本実施形態による加工システムの全体構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態による加工システムの全体構成を示す概略図であり、システム全体を上面から見た図を概略的に表したものである。

図１に示すように、本実施形態による加工システム００１は、搬送装置往路１と、搬送装置復路２と、台車移載装置３と、台車移載装置４と、ワーク投入装置５と、ワーク排出装置６と、加工装置７と、遮断装置８と、搬送台車１０とを有している。本実施形態による加工システム００１は、加工すべき加工対象であるワークＷを搬送するとともに、搬送台車１０上でワークＷを位置決めする搬送システム０１を含んでいる。搬送システム０１は、固定部である搬送装置往路１と、搬送装置復路２と、台車移載装置３と、台車移載装置４と、遮断装置８とを有している。搬送装置往路１、搬送装置復路２、台車移載装置３及び台車移載装置４は、移動部である搬送台車１０の搬送路を構成する。本実施形態において、搬送台車１０を移動部、搬送台車１０の搬送路を固定部と称する場合がある。

ここで、以下の説明において用いる直交座標系であるＸＹＺ座標系のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各座標軸及び方向を定義する。まず、水平に搬送される搬送台車１０の搬送方向に沿ってＸ軸をとる。また、水平に置かれた後述の架台０２に対して垂直な軸、すなわち鉛直方向に沿った軸をＺ軸とし、Ｘ軸及びＺ軸と直交する軸をＹ軸とする。このように座標軸が定義されるＸＹＺ座標系において、Ｘ軸に沿った方向をＸ方向とし、Ｘ方向のうち、搬送台車１０の搬送方向と同方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向とは逆方向を−Ｘ方向とする。また、Ｙ軸に沿った方向をＹ方向とし、Ｙ方向のうち、＋Ｘ方向に対して右側から左側に向かう方向を＋Ｙ方向とし、＋Ｙ方向とは逆方向を−Ｙ方向とする。また、Ｚ軸に沿った方向をＺ方向とし、Ｚ方向のうち、搬送路側から搬送台車１０側に向かう方向、すなわち鉛直上向き方向を＋Ｚ方向とし、搬送台車１０側から搬送路側に向かう方向、すなわち鉛直下向き方向を−Ｚ方向とする。

加工システム００１においては、それぞれ搬送台車１０を搬送する直線状の搬送路を構成する搬送装置往路１及び搬送装置復路２が互いに平行に設置されている。台車である搬送台車１０は、搬送装置往路１及び搬送装置復路２に沿って搬送される。搬送装置往路１の最上流には、台車移載装置３が設置されている。また、搬送装置往路１の最下流には、台車移載装置４が設置されている。搬送装置往路１に沿って搬送された搬送台車１０は、台車移載装置４により搬送装置復路２に移載される。また、搬送装置復路２に沿って搬送された搬送台車１０は、台車移載装置３により搬送装置往路１に移載される。すなわち、搬送台車１０は、搬送装置往路１及び搬送装置復路２に沿って循環搬送される。なお、搬送台車１０は、１台だけ設置されていてもよいし、複数台設置されていてもよい。

搬送装置往路１の上流には、搬送台車１０にワークＷを供給して搭載するためのワーク供給装置であるワーク投入装置５が設置されている。搬送装置往路１の下流には、搬送台車１０よりワークＷを取り出して排出するためのワーク排出装置６が設置されている。

ワーク投入装置５とワーク排出装置６との間には、１台又は複数台の加工装置７が設置されている。複数台の加工装置７は、所定の間隔で設置されている。加工装置７は、搬送台車１０上に載置されたワークＷに対して、部品の組み立てや塗布等の所定の加工作業を施す。なお、加工装置７としては、特に限定されるものではなく、ワークＷに対して種々の加工作業を施す加工装置を用いることができる。

搬送台車１０は、搬送装置往路１に対して所定の間隔で設置されたワーク投入装置５、加工装置７及びワーク排出装置６の間を順次搬送される台車である。搬送台車１０には、ワーク投入装置５にてワークＷが供給されて投入される。次いで、搬送台車１０上でのワークＷの位置決め及び固定を経た後、搬送台車１０上のワークＷに対して、加工装置７により所定の加工作業が施される。加工装置７によるすべての加工作業が完了した後、ワーク排出装置６により、搬送台車１０上からワークＷが取り出され、物品が製造される。

遮断装置８は搬送装置往路１および搬送装置復路２の両端部に設けられており、台車移載装置３および台車移載装置４との連結部に設けられている。台車移載装置３および台車移載装置４の非連結時に搬送台車１０が飛び出すのを防止する。

（第一の実施形態）
次に、搬送システム０１における搬送装置往路１、搬送装置復路２、台車移載装置３、４及び搬送台車１０の構成の第一の実施形態の概略について、図２〜図４を用いて説明する。

図２は、搬送装置往路１をＹ方向から見た図である。図３は、搬送台車１０及び搬送路の一部である搬送モジュール１１をＹ方向から見た図である。図４は、搬送台車１０および搬送モジュール１１の構成を示す断面図である。

搬送装置往路１は、モジュール化されて構成されており、複数の搬送モジュール１１を有している。加工システム００１は、複数の搬送モジュール１１、台車移載装置３及び台車移載装置４にそれぞれ通信可能に接続された複数の下位コントローラ４３を有している。下位コントローラ４３は、接続先の搬送モジュール１１又は台車移載装置３、４を制御する。

なお、図２では、説明を簡単にするため、２つの搬送モジュール１１を示し、それぞれに接続された下位コントローラ４３として、２つの下位コントローラ４３ａ、４３ｂを示している。また、台車移載装置３に接続された下位コントローラ４３として、下位コントローラ４３ｃ、４３ｄを示している。また、台車移載装置４に接続された下位コントローラ４３として、下位コントローラ４３ｅ、４３ｆを示している。説明では、特に区別する必要がないかぎり、下位コントローラを単に「下位コントローラ４３」と表記する。複数の下位コントローラ４３は、下位コントローラネットワーク４２に接続されている。

加工システム００１は、さらに、中位コントローラ４１と、上位コントローラ４０とを有している。複数の下位コントローラ４３には、下位コントローラネットワーク４２を介して、中位コントローラ４１が通信可能に接続されている。中位コントローラ４１は、複数の下位コントローラ４３を制御する。さらに、中位コントローラ４１には、中位コントローラ４１に動作指令を送る上位コントローラ４０が接続されている。

図２に示すように、搬送モジュール１１は、架台０２の水平な設置面上に設置されている。搬送モジュール１１は、搬送モジュール筺体１５と、エンコーダ１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、台車駆動コイル１３と、ガイドレール１４とを有している。また、下位コントローラ４３には、図示しない電源が接続されている。

台車駆動コイル１３は、Ｘ方向に沿って搬送モジュール筺体１５に取り付けられている。ガイドレール１４は、Ｘ方向に沿って搬送モジュール筺体１５の上に取り付けられている。

搬送台車１０は、台車ベース３０と、スケール３２と、ガイドブロック３５を有している。

次に、搬送台車１０及び搬送モジュール１１の構成について図３および図４を用いて説明する。固定部である搬送路の一部である搬送モジュール１１は、搬送モジュール筺体１５を含む。移動部である搬送台車１０は、台車ベース３０を含む。台車ベース３０、搬送モジュール筐体１５、いずれも側面開放の凹形状を有している。つまり、台車ベース３０は上部３０ａ（第一の上部と称する場合がある）、下部３０ｂ（第一の下部と称する場合がある）、および第一の上部３０ａと第一の下部３０ｂをつなぐ第一の側部３０ｃを有している。そして、第一の上部３０ａと第一の下部３０ｂとの間の、第一の側部３０ｃと反対側が開口する、側面開放の凹形状となっている。また、搬送モジュール筐体１５も、上部１５ａ（第二の上部と称する場合がある）、下部１５ｂ（第二の下部と称する場合がある）、および第二の上部１５ａと第二の下部１５ｂをつなぐ第二の側部１５ｃを有している。そして、第二の上部１５ａと第二の下部１５ｂとの間の、第二の側部１５ｃと反対側が開口する、側面開放の凹形状となっている。そして、第一の上部３０ａと第一の下部３０ｂとの間に、第二の上部１５ａが台車ベース３０の開口部から挿入されている。これにより、第一の上部３０ａの下面３０ａｂと第二の上部１５ａの上面１５ａａが対向して配置される。また、第二の上部１５ａの下面１５ａｂと第一の下部３０ｂの上面３０ｂａが対向して配置される。そして、第一の上部３０ａの下面３０ａｂには、ガイドブロック３５が取り付けられ、第二の上部１５ａの上面１５ａａにガイドレール１４が取り付けられている。第一の上部３０ａの下面３０ａｂと第二の上部１５ａの上面１５ａａが対向して配置されているので、ガイドブロック３５をガイドレール１４上に配置することができる。つまりガイドレールに嵌合するようにガイドブロックを取り付けることができるため、台車をガイドレール１４に沿って移動させることが可能となる。ガイドブロック３５は、台車ベース３０の搬送方向に直列に２個設置されている。２個に限るものではないが、１個であると台車の揺れが大きくなるため、２個以上あることが好ましい。第二の下部１５ｂの下面１５ｂｂは架台０２（図２参照）の上面と接するように固定されている。架台０２に限るものではなく、たとえば建物の床面に第二の下部１５ｂの下面１５ｂｂが直接接するように設置されていてもよい。本明細書において第二の下部１５ｂの下面１５ｂｂが直接接するように設置されている構造体をベースと称する。

永久磁石ブラケット３４は、第一の下部３０ｂの上面３０ｂａに取り付けられている。そして、複数の永久磁石３３が、Ｘ方向に並ぶように永久磁石ブラケット３４に取り付けられている。本明細書において、永久磁石ブラケット３４と永久磁石３３とをあわせて永久磁石と称する場合がある。また、台車駆動コイル１３は、第二の上部１５ａの下面１５ａｂに取り付けられている。つまり、ガイドレール１４と台車駆動コイル１３は搬送モジュール筺体１５の上部（第二の上部）を介して背中合わせに配置されている。台車ベース３０に取り付けられた複数の永久磁石３３と、搬送モジュール筺体１５に取り付けられた台車駆動コイル１３との間には、台車駆動コイル１３に電流が印加されることにより、搬送台車１０を駆動する電磁力が発生する。搬送台車１０は、複数の永久磁石３３と台車駆動コイル１３との間に発生する電磁力により駆動され、搬送装置往路１上を＋Ｘ方向に沿って搬送される。このように、本実施形態では、台車駆動コイル１３は動かず、永久磁石３３が移動する、ムービングマグネット（ＭＭ）型リニアモータによる搬送システム０１が構成されている。スケールブラケット３１を介してスケール３２が、台車ベース３０の上部３０ａであって、エンコーダ１２が位置検出可能な位置に取り付けられている。つまり、スケールとエンコーダ１２が対向して取り付けられている。そしてスケール３２は、搬送台車１０の位置検出に用いられるパターンを有している。スケールブラケット３１を介さず直接スケール３２が台車ベース３０の上部（第一の上部）に取り付けられてもよく、本明細書においては、スケールブラケット３１とスケール３２とをあわせてスケールと称する場合がある。

そして、搬送モジュール筺体１５の側部１５ｃの外側の側面をエンコーダ取付面１８とする。エンコーダ取付面１８には、エンコーダブラケット（センサ取り付け部材）１７を介してエンコーダ１２が設置される。エンコーダ１２はエンコーダブラケット（センサ取り付け部材）によってエンコーダのスケール読み取り部であるエンコーダ検出部１０２をスケールと対向して配置されるように調整されている。

側面開放の凹形状の、台車ベース３０および搬送モジュール筐体１５を組み合わせた構成にすることで、スケール３２を台車ベース３０の上部３０ａに取り付けることが可能となる。また、エンコーダブラケット（センサ取り付け部材）により、スケールを読み取り可能な位置に、エンコーダの、スケール読み取り部であるエンコーダ検出部１０２を配置することが可能となる。詳しくは後述するが、スケールおよびエンコーダ検出部１０２を、スケール読み取り部をガイドレールの高さより高い位置に設置することが可能となり、ガイドレールから飛散する潤滑剤が付着しづらい構造とすることができる。

実施形態ではエンコーダを３個設置する例を示したが、これに限るものではない。本明細書においては、エンコーダ１２をセンサと称する場合がある。また、本実施形態においてはエンコーダとスケールを用いて移動部の位置を検出する形態について述べた。しかしこれに限ることなく、固定部と移動部の位置を検出できる公知のセンサを用いることができるが光学式のエンコーダであるとより顕著に本実施形態の効果を得ることができる。本明細書においては、移動部に取り付けられる部材をスケール、固定部に取り付けられる部材をエンコーダまたはセンサと称する場合があり、エンコーダまたはセンサのスケール読み取り部をエンコーダ検出部またはセンサ検出部と称する場合がある。

１本のガイドレール１４によって、搬送台車１０の動作案内を行なう従来の搬送装置の場合、台車駆動コイル１３と永久磁石３３の吸引力の影響や、搬送台車１０の慣性力の影響によりガイドブロック３５に回転力が発生する場合がある。この回転力の影響でガイドブロック３５および台車ベース３０が変形してしまい、スケール３２とエンコーダ１２の位置関係が崩れてしまい、正確な位置検出ができなくなってしまう懸念があった。しかし、本実施形態の構成では、ガイドブロック３５と永久磁石３３を近接して配置できるため、ガイドブロック３５にあまり負荷をかけない構成にできる。また、ガイドブロック３５が変形したとしても、スケール３２とガイドブロック３５の位置を近づけることができるため、変形による影響も最小限にできるという効果がある。

そして、搬送モジュール１１のＸ方向（搬送モジュール筺体１５の側部１５ｃの長手方向）の中心部にエンコーダ１２ｂを設置することが好ましい。上記構成の搬送モジュール筐体１５であると、その側部１５ｃの熱による変形を扇形にすることができる。変形した扇形の側部１５ｃの中心部にエンコーダを配置することで、筐体の熱変形の影響を極力抑えることが可能となる。本明細書における中心部とは、搬送モジュール筐体１５の側部１５ｃのＸ方向（側部１５ｃの長手方向）の長さを１とした時、側部１５ｃの長手方向の一方の端部から他方の端部に向かって、側部１５ｃの長さの１／３の部分から、２／３の部分までの範囲とする。つまり中心部とは、後述する図７（ａ）におけるＴの範囲とする。この範囲にあると、筐体の熱変形の影響を極力抑えることが可能となる。また、中心部以外の部分（端部が好ましい）に、エンコーダ１２ａ、１２ｃが設置されていてもよい。エンコーダ１２ａとエンコーダ１２ｂの間隔およびエンコーダ１２ｂとエンコーダ１２ｃの間隔は搬送台車１０に取り付けたスケール３２の長さよりも短いことが好ましい。そうすることによって搬送モジュール１１上のどの位置においても搬送台車１０の位置をいずれかのエンコーダ１２によって検出することができる。

下位コントローラ４３は搬送モジュール筺体１５に下位コントローラブラケット２４を介して設置されており、図示しない配線によって、同一搬送モジュール１１内に設置されたエンコーダ１２および台車駆動コイル１３が接続されている。

また、カバー１６が下位コントローラ４３を保護するために設置されている。

搬送モジュール１１のエンコーダ検出部１０２は、搬送台車１０に取り付けられたスケール３２とのギャップが一定となるように搬送モジュール筺体１５に取り付けられている。エンコーダ検出部１０２は、スケール３２のパターンを読み取ることにより、搬送台車１０のＸ方向における位置を、エンコーダ１２からの相対位置として検出することができる。

下位コントローラ４３は、接続されたエンコーダ１２の出力及びそのエンコーダ１２が設置された位置に基づき、搬送モジュール１１上における搬送台車１０の位置を算出することができる。下位コントローラ４３は、算出した搬送台車１０の位置等に応じて、台車駆動コイル１３に印加される電流量を制御することができる。これにより、下位コントローラ４３は、搬送台車１０を所定の位置まで所定の速度で搬送して停止させることができる。

また、下位コントローラ４３は、隣接する搬送モジュール１１から接続先の搬送モジュール１１に搬送台車１０が進入することをエンコーダ１２により検知することができる。下位コントローラ４３は、接続先の搬送モジュール１１に進入した搬送台車１０を所定の位置まで所定の速度で搬送し、停止させるため、接続先の搬送モジュール１１内における搬送台車１０の制御を行う。

図１、図２に戻り説明を続ける。下位コントローラ４３は、中位コントローラ４１と情報をやり取りするための通信機能を有している。下位コントローラ４３は、その下位コントローラ４３が保有するエンコーダ１２により検出される搬送台車１０の位置情報等に関する通信を中位コントローラ４１と行う。

中位コントローラ４１は、搬送台車１０を動作させるための指令を下位コントローラ４３のそれぞれに送信することができる。これにより、中位コントローラ４１は、複数台の搬送台車１０の制御を行うことができる。

なお、搬送装置復路２も、搬送台車１０の搬送方向が、搬送装置往路１における搬送方向とは逆方向となるように構成されている点を除き、上述した搬送装置往路１と同様の構成を有している。

続いて、台車移載装置３及び台車移載装置４の構成について説明する。台車移載装置３及び台車移載装置４は、図２に示すように、それぞれ、Ｙ方向に動作可能な台車移載アクチュエータ５０と、台車移載アクチュエータ５０上に搭載され、搬送モジュール１１と同様の構成のモジュールとを有している。

台車移載装置３に接続された下位コントローラ４３ｃは、台車移載装置３の台車移載アクチュエータ５０を制御する。台車移載装置３に接続された下位コントローラ４３ｄは、下位コントローラ４３ａ、４３ｂと同様に、台車移載装置３の搬送モジュール１１と同様の構成のモジュールを制御する。また、台車移載装置４に接続された下位コントローラ４３ｅは、台車移載装置４の台車移載アクチュエータ５０を制御する。台車移載装置４に接続された下位コントローラ４３ｆは、下位コントローラ４３ａ、４３ｂと同様に、台車移載装置４の搬送モジュール１１と同様の構成のモジュールを制御する。

台車移載装置３及び台車移載装置４は、それぞれ、搬送装置往路１と搬送装置復路２との間を動作することにより、搬送台車１０の移載を行う。台車移載装置４は、搬送装置往路１に沿って搬送された搬送台車１０を、搬送装置往路１から搬送装置復路２に移載する。台車移載装置３は、搬送装置復路２に沿って搬送された搬送台車１０を、搬送装置復路２から搬送装置往路１に移載する。

上位コントローラ４０は、加工システム００１全体を制御し、中位コントローラ４１の他に、加工装置７を制御する図示しない加工装置７用のコントローラ等が通信可能に接続されている。上位コントローラ４０は、加工システム００１における各装置の動作及び動作順を制御する。

次に、図１で説明した、搬送システム０１における搬送装置往路１と台車移載装置４の連結部分に関してさらに詳しく図５を用いて説明する。

図５は本発明の第１実施形態による搬送装置往路１と台車移載装置４の動作を表す図である。また、本説明では搬送装置往路１と台車移載装置４の連結部分について説明するが、図１に示した搬送装置復路２、台車移載装置３のそれぞれの連結部分についても同様である。

図５（Ａ）は搬送装置往路１と台車移載装置４の連結状態を表す図である。図５（Ｂ）は、搬送装置往路１から台車移載装置への搬送台車１０の乗り継ぎ動作中を表す図である。図５（Ｃ）は搬送装置往路１から台車移載装置４への搬送台車１０の乗り継ぎ完了状態を表す図である。図５（Ｄ）は搬送装置往路１と台車移載装置４の切り離し動作中を表す図である。図５（Ｅ）は搬送装置往路１と台車移載装置４の切り離し状態を表す図である。図５（Ｆ）は搬送装置往路１と台車移載装置４の連結動作中を表す図である。図５（Ｇ）は搬送装置往路１と台車移載装置４の連結状態を表す図である。

図５（Ａ）乃至図５（Ｃ）の搬送装置往路１と台車移載装置４の連結状態において、ガイドレール連結部１０１は搬送台車１０が円滑に乗り継ぎ動作を行う。そのため、搬送装置往路用ガイドレール１４ａと台車移載装置用ガイドレール１４ｂの段差およびスキマは精密な位置調整が要求される。本実施形態ではＹ方向及びＺ方向の段差を２０μｍ以内とし、Ｘ方向のスキマを５００μｍ以内で調整した例を示している。なお、以下の説明において、ガイドレール１４に関しては、特に区別する必要のない場合は「ガイドレール１４」と表記し、区別する必要がある場合は「搬送装置往路用ガイドレール１４ａ」、「台車移載装置用ガイドレール１４ｂ」と表記する。

ガイドブロック３５、ガイドレール１４は転がり軸受であり、ガイドブロック３５の内部に具備したボールまたはコロがガイドレール１４の軌道面を転動することで、直動動作の案内を行う構造となっている。

そのため、ガイドレール１４は搬送台車１０が動作を行う全域において、円滑な摺動を行うための潤滑剤が塗布されている。また、ガイドブロック３５には、その内部に異物等の混入や、内部に充填した潤滑剤を保持する目的で、図示しないシール材やスクレーパ材が設置されている。

ガイドブロック３５が、この潤滑剤が塗布されているガイドレール１４上を移動すると、前記シール材やスクレーパ材がガイドレール１４に塗布されている潤滑剤をかき集めることで、次第にガイドブロック３５の移動動作端部に堆積してくる。特に周囲への飛散を減らす目的で用いられる高粘度の潤滑グリスにおいては、移動動作端部の堆積が顕著に表れる。

通常、移動動作端部に堆積したグリスが問題になることは少ない。しかし、図１の搬送システム０１の場合、ガイドブロック３５によってかき集められた潤滑剤は、ガイドレール連結部１０１に設けられたスキマに入り込み、ガイドレール１４の端部に堆積する。ガイドレール連結部１０１は５００μｍ程度の微小スキマで調整されているため、堆積した潤滑材は次第に、ガイドレール連結部１０１のスキマを埋めてしまうことになる。

その状態で図５（Ｄ）のように台車移載装置４が搬送台車１０の移載のために、搬送台車１０の搬送方向と直交する方向への動作が開始すると、ガイドレール連結部１０１に堆積した潤滑剤が台車移載装置４の動作方向に引きはがされる。引きはがされた潤滑剤は周囲に飛散し、汚染する。

さらに、図５（Ｅ）、図５（Ｆ）のように、台車移載装置３が搬送台車１０の移載が完了し、搬送装置往路３との連結位置に戻ってくる。すると搬送装置往路用ガイドレール１４ａおよび台車移載装置用ガイドレール１４ｂの端部に堆積したグリスが再度５００μｍのスキマに押し戻されるように動作する。その際に戻りきれず、押しだされた潤滑剤が周囲に飛散する。

上記の説明のように、連続したガイドレール１４上をガイドブロック３５が動作する場合に比べて、ガイドレール連結部１０１を備える搬送システム０１の場合には、ガイドレール連結部１０１の周囲に対するグリス飛散の影響は顕著に表れる。

搬送モジュール筺体１５の上面に設置されたガイドレール１４があり、台車移載装置４の動作によって、ガイドレール連結部１０１に堆積した潤滑剤は周囲に飛散する。

一方、本発明の実施形態のように１本のガイドレール１４により、動作案内を行う構成のリニアアクチュエータがある。この場合、台車駆動コイル１３と磁石３３の吸引力の影響や図示しないワーク把持機構の慣性力の影響によって、ガイドブロックは搬送台車の移動中に回転力を受ける。この回転力によってガイドブロック３５を中心に搬送台車１０は変形する。搬送台車１０が変形すると、スケール３２のエンコーダ１２に対する位置関係や、取付姿勢が変化し、その結果、読取精度に悪影響を及ぼす。

搬送台車の変形による読取精度悪化を防ぐために、ガイドブロック３５とスケール３２はできるかぎり近接して設置する必要がある。本発明の実施形態では、ガイドブロック３５とスケール３２の設置距離をガイドレールの幅以下とした。

上記のように搬送台車１０上のガイドブロック３５とスケール３２を近接して設置した場合、ガイドレール１４とエンコーダ１２の設置距離も近接することとなる。その結果、ガイドレール連結部の潤滑剤の飛散の影響をエンコーダ１２が受けやすい構成となってしまう。

なお、本実施形態ではエンコーダ１２の検出部がガイドレール１４側を向いて設置する構成となっているが、スケール３２の表面がガイドレール１４側を向いて設置する構成も考えられる。この場合は、ガイドレール連結部１０１の潤滑剤の飛散の影響をスケール３２が受けやすい構成となる。

台車移載装置４が移動すると、ガイドレール連結部１０１に堆積している潤滑剤は飛散する。飛散した潤滑剤は重力の影響により放物線の軌跡を取り重力下方向へ落下していく。そのため、ガイドレールの高さより高い位置に検出部１０２を設置すると、潤滑剤が付着しづらい構造とすることができる。

なお、本発明の実施形態ではガイドレールの連結部１０１について説明を行っているが、ガイドレール１４が連続的に敷設されている部分においても、エンコーダの検出部への潤滑剤付着を防止することができる。つまり、搬送台車１０の移動範囲全域において本実施形態の効果を得ることができる。

（第二の実施形態）
次に図６を用いて、本発明の第二の実施形態における搬送モジュール１１と搬送台車１０の構造の詳細を説明する。図６（ａ）は第二の実施形態による搬送装置の構成を示す詳細断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の搬送モジュール１１を少なくとも搬送台車１０の移動方向（Ｘ方向）に垂直な平面（Ｙ−Ｚ平面）で切った断面の一部拡大図である。図６（ｂ）においては、搬送モジュール１１上を、搬送台車１０が移動するため、搬送モジュール１１上には搬送台車１０が位置している場合と、位置していない場合があるため、搬送台車１０の部分は二点破線で記載している。

１０２はエンコーダ１２がスケール３２の位置情報を読み取るための検出部である。ガイドレール連結部１０１からエンコーダ検出部１０２が近距離であると、潤滑剤はほぼ直線的な軌跡にて飛散し、エンコーダ検出部１０２に付着してしまう場合がある。

直線１０３は、ガイドレール１４とエンコーダ検出部１０２が対面している範囲の端部のガイドレール１４とエンコーダ検出部１０２とを結ぶ直線を示している。つまり、ガイドレール１４とエンコーダ検出部１０２の対面している部分と直線１０３によって囲まれた範囲は、ガイドレール１４に塗られた潤滑剤のエンコーダ検出部１０２への主な飛散経路を示している。具体的には、図６（ｂ）に示す断面において、エンコーダ検出部１０２の上端とガイドレールのエンコーダとは反対側の上端とを結んだ直線１０３ａと、検出部１０２の下端とガイドレールのエンコーダ側の下端とを結んだ直線１０３ｂとの間の範囲である。この潤滑剤の検出部１０２の飛散経路をブロックするようにカバー１６ａを設置することで、検出部１０２への潤滑剤の付着をさらに防止することができる。言い換えれば、ガイドレール１４とエンコーダの検出部１０２とを結ぶ直線上にカバー１６ａを設置する。このようにすることで、潤滑剤のエンコーダ検出部１０２への付着を防止することができる。

また、潤滑剤がより直線１０３ａよりも上に飛散した場合、検出部１０２の上から潤滑剤が落下し、検出部１０２に付着することも考えられる。従って、検出部１０２の上部においてもカバー１６ａにて覆うとより効果的である。少なくともエンコーダの検出部１０２がある部分（図３においては１２ａ、１２ｂ、１２ｃの部分）にカバー１６ａが設置されていれば本実施形態の効果は得られる。しかし、搬送モジュール１１全体にわたって（図３において搬送モジュール筐体１５の左端から右端まで）設置されているとより効果的である。

一方、搬送台車１０のスケールは、スケール取り付け部材を介して搬送台車１０の台車ベース３０の第一の上部３０ａであって、エンコーダ１２が位置検出可能な位置に取り付けられている。前記スケール取り付け部材は第一部分３１ａ、第二部分３１ｂ、および前記第一部分３１ａと前記第二部分３１ｂとをつなぐ第三部分３１ｃとを有する上面解放の凹形状であることが好ましい。そして、搬送台車１０は、カバー１６ａが第一部分１６ａと前記第二部分１６ｂとの間に１６ａカバーを挟んで移動する構成にすると、ガイドレール１４とエンコーダの検出部１０２とを結ぶ直線上にカバー１６ｂを設置することが可能になる。

（第三の実施形態）
次に図７、図８を用いて、本発明の第三の実施形態の搬送台車１０および搬送モジュール１１の構成を説明する。

図７は本発明の第三の実施形態の搬送装置の構成を示す正面図である。図８（ａ）は第三の実施形態による搬送装置の構成を示す詳細断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の搬送モジュール１１を少なくとも搬送台車１０の移動方向（Ｘ方向）に垂直な平面（Ｙ−Ｚ平面）で切った断面の一部拡大図である。図８（ｂ）においては、搬送モジュール１１上を、搬送台車１０が移動するため、搬送モジュール１１上には搬送台車１０が位置している場合と、位置していない場合があるため、搬送台車１０の部分は二点破線で記載している。

搬送モジュール１１は上部解放の凹型構造をした搬送モジュール筺体１５の内壁に対向して設置された対の台車駆動コイル１３が設置されている。対の台車駆動コイルの間を搬送台車１０に設置された永久磁石３３および永久磁石ブラケット３４が通過するように構成されている。

台車駆動コイル１３は搬送モジュール筺体１５との間に断熱スペーサ２０を介して設置されている。台車駆動コイル１３にカバー用支柱２１が設置されており、カバー用支柱２１にはカバー１６ｄ、１６ｅが設置されている。搬送モジュール筺体１５には通し穴２２が設けられており、通し穴２２を通してカバー支柱２１が設置されている。

エンコーダ１２はエンコーダブラケット１７を介して搬送モジュール筺体１５に設けられたエンコーダ取付面１８に設置されている。

ガイドレール１４は搬送モジュール筺体１５の上面に１列設置されている。ガイドレール側部にカバー１６ｅが設置されている。

台車ベース３０の下面にガイドブロック３５、永久磁石ブラケット３４が設置されており、Ｔ型構造となっている。スケール３２はスケールブラケット３１を介して、台車ベース３０の側面に設置されている。

下位コントローラ２３は図示しない架台０２内部等に設置されており、搬送モジュール１１とケーブル等で接続されている。

次に図８（ｂ）を用いて、本発明の第三の実施形態における搬送モジュールの構造の詳細を説明する。

直線１０３は、ガイドレール１４とエンコーダ検出部１０２が対面している範囲の端部のガイドレール１４とエンコーダ検出部１０２とを結ぶ直線を示している。つまり、ガイドレール１４とエンコーダ検出部１０２の対面している部分と直線１０３によって囲まれた範囲は、ガイドレール１４に塗られた潤滑剤のエンコーダ検出部１０２への主な飛散経路を示している。具体的には、図８（ｂ）に示す断面において、エンコーダ検出部１０２の上端とガイドレールのエンコーダ側の上端とを結んだ直線１０３ａと、検出部１０２の下端とガイドレールのエンコーダ側の下端とを結んだ直線１０３ｂとの間の範囲である。この潤滑剤の検出部１０２の飛散経路をブロックするようにカバー１６ｅを設置することで、検出部１０２への潤滑剤の付着を防止することができる。言い換えれば、ガイドレール１４とエンコーダの検出部１０２とを結ぶ直線上に少なくともカバー１６ｅを設置する。このようにすることで、潤滑剤のエンコーダ検出部１０２への付着を防止することができる。

具体的には、搬送モジュール筺体１５の上面にガイドレール１４が設置されており、ガイドレールの側面にカバー１６ｅが設置されている。また、カバー１６ｄとカバー１６ｅおよび搬送モジュール筺体１５のスキマを搬送台車上に設けられたスケール３２が通過可能に設けられている。

また、エンコーダ検出部１０２は搬送モジュール筺体１５の側面に設置されており、ガイドレール１４よりも低い位置に設置されている。そのため、カバー１６ｅと搬送モジュール筺体１５により、ガイドレールと検出部を結ぶ直線１０３ｂは遮蔽されている。このように、カバー１６と搬送モジュール筺体１５の両方の形状によりガイドレールと検出部を結ぶ直線１０３ａと１０３ｂを囲む範囲を遮蔽する構造としてもよい。

さらにカバー１６ｅはガイドレール１４の高さよりも高い寸法としている。検出部１０２がガイドレール１４よりも低い位置に設置されている場合、このような構成にすることにより、水平方向と水平方向よりも低い方向への潤滑材の飛散を防止することが可能となり、より効果的である。

また、第二の実施形態、第三の実施形態どちらにおいても、カバー（１６ａ、１６ｅ）はエンコーダ１２および搬送モジュール筺体１５を覆う構成となる。そのため、エンコーダや搬送モジュール筺体１５に設置されている台車駆動コイル１３から発せられた熱がこもりやすい構成となっている。一方、高粘度の潤滑グリスをガイドレール１４およびガイドブロックの潤滑に使用した場合、潤滑グリスはある程度の質量と大きさをもって飛散する。そのため、カバー１６の材質を多孔質体とすることで、冷却効果およびエンコーダの保護効果の両立が可能とする構成を選択することもできる。

００１ 加工システム
０１ 搬送システム
０２ ベース
１ 搬送装置往路
２ 搬送装置復路
３ 台車移載装置
４ 台車移載装置
５ ワーク投入装置
６ ワーク排出装置
７ 加工装置
８ 遮断装置
１０ 搬送台車
１１ 搬送モジュール
１２ エンコーダ
１３ 台車駆動コイル
１４ ガイドレール
１５ 搬送モジュール筺体
１６ カバー
１７ エンコーダブラケット
１８ エンコーダ取付面
３０ 台車ベース
３１ スケールブラケット
３２ スケール
３３ 永久磁石
３４ 永久磁石ブラケット
３５ ガイドブロック

Claims (10)

1. スケールおよびセンサによって移動部の位置を検出しながら、コイルおよび磁石を用いて前記移動部を固定部に取り付けられたガイドレールに沿って移動させる搬送装置において、
   前記コイルを有する固定部と、
   前記磁石を有する移動部と、
   前記移動部に取り付けられたスケールと、
   前記固定部に取り付けられ、前記スケールと対向する位置に配置されたセンサ検出部と、を有し、
   前記センサ検出部は、前記ガイドレールより高い位置に取り付けられていることを特徴とする搬送装置。
2. 前記固定部は、前記センサ検出部と前記ガイドレールとの間にカバーを有することを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記移動部は、第一の上部、第一の下部、および前記第一の上部と前記第一の下部とをつなぐ第一の側部を有し、
   前記スケールが前記第一の上部に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。
4. 前記スケールは、スケール取り付け部材を介して前記第一の上部に取り付けられ、前記スケール取り付け部材は第一部分、第二部分、および前記第一部分と前記第二部分とをつなぐ第三部分とを有する上面解放の凹形状であることを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
5. 前記移動部は、前記スケール取り付け部材の前記第一部分と前記第二部分との間に前記カバーを挟んで移動されることを特徴とする請求項４に記載の搬送装置。
6. 前記固定部は、第二の上部、第二の下部、および前記第二の上部と前記第二の下部とをつなぐ第二の側部を有し、
   前記センサは、センサ取り付け部材を介して前記第二の側部の外側の側面に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項に記載の搬送装置。
7. 前記第二の下部の下面は、ベースに取り付けられ、
   前記第一の上部と前記第一の下部との間に前記第二の上部が挿入され、
   前記第二の上部の下面にコイルが取り付けられ、
   前記第一の下部の上面に磁石が取り付けられ、
   前記第二の上部の上面に前記ガイドレールが取り付けられ、
   前記第一の上部の下面に、前記ガイドレールに嵌合するようにガイドブロックが取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の搬送装置。
8. スケールおよびセンサによって移動部の位置を検出しながら、コイルおよび磁石を用いて前記移動部を固定部に取り付けられたガイドレールに沿って移動させる搬送装置において、
   前記コイルを有する固定部と、
   前記磁石を有する移動部と、
   前記移動部に取り付けられたスケールと、
   前記固定部に取り付けられ、前記スケールと対向する位置に配置されたセンサの検出部と、を有し、
   前記固定部は、前記センサの検出部と前記ガイドレールとの間にカバーが取り付けられていることを特徴とする搬送装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載された搬送装置と、前記移動部に載置されたワークに対して加工作業を施す加工装置と、を有することを特徴とする加工システム。
10. 請求項９に記載の加工システムを用いて物品を製造する物品の製造方法であって、
    前記台車により前記ワークを搬送する工程と、前記ワークに対して、前記加工装置により前記加工作業を施す工程と、を有することを特徴とする物品の製造方法。

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