JP5480597B2 - リニア搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、リニアモータを駆動源とするリニア搬送装置に関するものである。

従来から、リニアモータを駆動源として基台上に敷設されたレール上に沿って搬送台車を移動させるリニア搬送装置が公知である。リニアモータは、上記基台上に固定される永久磁石（固定子）と搬送台車側に固定される電磁石（可動子）、又は上記基台上に固定される電磁石（固定子）と搬送台車側に固定される永久磁石（可動子）とからなり、電磁石を構成するコイルに対する通電制御により搬送台車に磁気推力を生じさせる。

この種のリニア搬送装置では、搬送台車は、レールに装着されてその長手方向への移動のみが許容されるように構成されており、従って、メンテナンス時には、搬送台車を装置末端まで移動させ、レールエンドからその長手方向へ搬送台車を引き出すことにより搬送台車を取り外すようになっているのが一般的である。また、特許文献１のように、基台の一部分をレール及び固定子と共に装置の側方にスライド可能に構成し、この基台の一部分と共に搬送台車を装置側方にスライドさせることにより、搬送台車をその可動範囲の途中部分で取り外し可能にしたものも公知である。

特開２００１−３４１８４１号公報

上記従来のリニア搬送装置では、装置設置面上において当該装置の周囲に搬送台車を引き出すためのスペースが必要となるため、周囲に十分なスペースを確保できない場合には搬送台車の取り外しに支障が生じる場合がある。また、レールエンドから搬送台車を引き出すものでは、レール端末部に固定されるストッパ等の部品を取り外すといった分解作業が必要となる場合があるため、必ずしも作業性が良いとは言えない。

本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであり、周囲に広いスペースを確保することなく搬送台車の取り外しをより簡単かつ速やかに行うことができる、メンテナンス性の良好なリニア搬送装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためには、搬送台車をレールからそのまま持ち上げて取り外しできるようにするのが合理的である。ところが、リニア搬送装置では、駆動電流の供給停止状態であっても搬送台車（電磁石を構成するコイル及びコア（鉄心））と永久磁石との間に磁気吸引力が生じているため搬送台車をそのまま持ち上げて取り外すことが困難である。しかし、このような課題は、次のような本発明に係る構成を採用することにより解決される。すなわち、本発明は、基台上に固定されるレールと、当該レール上に移動可能に支持される搬送台車と、前記基台に配設される固定子及びこの固定子に対向するように前記搬送台車に配設される可動子を含み、かつこれら固定子及び可動子の何れか一方に永久磁石、他方に電磁石がそれぞれ使用されて当該電磁石を構成するコイルへの通電により前記固定子と前記可動子との間に磁気推力を生じさせて前記搬送台車を駆動するリニアモータとを備えたリニア搬送装置において、前記レールに対して脱着が許容される状態で当該レールに前記搬送台車が支持されるとともに、前記コイルに通電しない状態で前記固定子と前記可動子とをこれらの間に生じる磁気吸引力が低減する方向に相対的に変位させる相対位置可変手段が設けられているものである。

このリニア搬送装置によれば、レールに対して脱着が許容される状態で搬送台車が当該レールに支持された上で、さらに相対位置可変手段が設けられているので、搬送台車の取り外しの際には、相対位置可変手段により前記固定子と前記可動子との相対的な位置関係を変更し、これらの間の磁気吸引力を低減させた状態で搬送台車をレールから引き離すようにすれば、上記磁気吸引力による影響を受けることなく搬送台車を容易にレールから持ち上げて取り外すことができる。そのため、装置設置面上において当該装置の周囲に十分なスペースが確保できない場合でも搬送台車の取り外しを支障なく行うことが可能となる。また、搬送台車の取り外しの際に従来のようなストッパ等の取り外し（分解作業）は不要であり、その分、搬送台車の取り外しをより速やかに行うことが可能となる。

より具体的には、前記相対位置可変手段として、前記固定子と前記可動子とのギャップの寸法が前記搬送台車を駆動するときのギャップの寸法よりも大きくなるように、前記固定子又は前記可動子の対向面と直交する直交方向に、前記固定子と前記可動子とを相対的に変位させるギャップ可変手段が設けられている。

この構成によれば、搬送台車の取り外しの際には、ギャップ可変手段により固定子と可動子とのギャップを拡大させてこられの間の磁気吸引力を低減させ、その上で搬送台車をレールから引き離すようにすれば、上記磁気吸引力による影響を受けることなく搬送台車を容易にレールから持ち上げて取り外すことができる。

このリニア搬送装置において、前記ギャップ可変手段は、前記固定子又は可動子を支持する支持手段と、この支持手段を前記直交方向に移動させる駆動手段とを含むものであるのが好ましい。

この構成によれば、固定子と可動子のギャップを拡大させる作業を自動化することができるため、搬送台車をより簡単かつ速やかに取り外すことが可能となる。

なお、上記のようなギャップ可変手段を設ける場合には、搬送台車側に比べてスペース的な制約が少ない基台側にギャップ可変手段を設ける、すなわち固定子側を変位させるようにギャップ可変手段を構成するのが合理的である。この場合、固定子全体を変位させるようにしてもよいが、装置構造の複雑化等を避ける上では、ギャップ可変手段は、例えば前記固定子の一部であって前記搬送台車の移動領域内の特定箇所に配置されるものを前記直交方向へ変位させるように構成されているのが好適である。

この構成では、固定子のうち前記の特定箇所に対応する位置に搬送台車を配置し、この特定箇所の固定子を変位させることで、搬送台車（可動子）と固定子との間の上記磁気吸引力を低減させることが可能となる。

また、このリニア搬送装置においては、前記固定子又は前記可動子の対向面と前記レール表面とが互いに平行となるように構成されており、前記ギャップ可変手段が、前記可動子を含む前記搬送台車の全体を前記直交方向に変位させるように構成されているものであってもよい。

また、上記のリニア搬送装置において、前記ギャップ可変手段は、前記搬送台車に対して前記可動子を変位させるように構成されているのが好適である。

この構成によれば、搬送台車をレール上の任意の位置で脱着可能とできることに加え、前記ギャップ可変手段に要求される能力が、搬送台車の重量に拘わらず、可動子と固定子との距離変更に要する出力のみで済むので、前記ギャップ可変手段を小型化できる。

このリニア搬送装置において、前記相対位置可変手段は、前記固定子又は前記可動子の少なくとも一方側を、前記固定子又は前記可動子の対向面と平行な方向であってかつ前記固定子と前記可動子との間に生じる磁気吸引力が低減する方向に変位させるように構成されているものであってもよい。

この構成によれば、固定子又は可動子の間に働く磁力に抗する大きな移動荷重が不要となるので、前記相対位置可変手段を能力の小さな小型なものとすることができる。

本発明のリニア搬送装置によれば、レールに対して脱着が許容される状態で搬送台車が当該レールに支持された上でさらに相対位置可変手段が設けられているため、この相対位置可変手段により前記固定子と前記可動子との相対的な位置関係を変更し、これらの間の磁気吸引力を低減させた状態で搬送台車をレールから持ち上げることで、搬送台車を容易に取り外すことができる。従って、装置設置面上において当該装置の周囲に十分なスペースが確保できない場合でも搬送台車の取り外しを支障なく行うことができる。また、搬送台車の取り外しに際してストッパ等の分解作業も不要となるため、搬送台車の取り外しをより簡単かつ速やかに行うことができ、その結果、メンテナンス性を向上させることができる。

本発明に係るリニア搬送装置（第１の実施形態）を示す斜視図である。 リニア搬送装置の縦断面図（通常作動時）である。 リニア搬送装置の縦断面図（搬送台車の取り外し時）である。 本発明に係るリニア搬送装置（第２の実施形態）を示す斜視図である。 リニア搬送装置を示す側面図である。 本発明に係るリニア搬送装置の他の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係るリニア搬送装置（第３の実施形態）の縦断面図（通常作動時）である。 本発明に係るリニア搬送装置（第４の実施形態）の縦断面図（通常作動時）である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

図１、図２は、本発明の第１の実施形態に係るリニア搬送装置を示しており、図１は斜視図で、図２は縦断面図（図１のII−II線断面図）でそれぞれリニア搬送装置を示している。これらの図に示すように、リニア搬送装置は、基台１０と、この基台１０上に固定されて互いに平行に延びる直線状の一対のレール１１と、これらレール１１上に移動自在に支持される搬送台車１２と、この搬送台車１２を駆動するリニアモータ１４と、搬送台車１２の位置検出装置１６と、前記基台１０からの搬送台車１２の取り外しを支援するためのギャップ可変機構１８（本発明に係るギャップ可変手段（相対位置可変手段）に相当する）とを含む。

前記搬送台車１２は、平面視矩形の台車本体２０と、これを前記レール１１に沿って走行可能に支持するための複数のガイドローラとを有している。具体的に説明すると、前記各レール１１は断面長方形であり、前記台車本体２０は、水平軸回りに回転自在に支持されて各レール１１の上面に当接する複数の第１ガイドローラ２４と、垂直軸回りに回転自在に支持されて両レール１１の並び方向外側（図３では左右方向の外側）から各レール１１の側面にそれぞれ当接する複数の第２ガイドローラ２６とを備えている。この構成により、搬送台車１２は、各レール１１に対してその長手方向に走行可能に支持されている。

なお、搬送台車１２は、このようにレール１１の上面及び側面に当接するガイドローラ２４，２６によって各レール１１に支持されている結果、各レール１１の並び方向への変位のみが拘束された状態で当該レール１１に沿って移動可能に支持されている。つまり、搬送台車１２は、レール１１に対して上下方向への脱着が許容される状態（リニアモータ１４の後記固定子３２を基準として、対向する可動子３４の方向と平行な方向への脱着が許容される状態）でレール１１に支持されている。

上記リニアモータ１４は、前記基台１０に配設される固定子３２と、前記搬送台車１２に固定される可動子３４とを有している。

固定子３２は、両レール１１の略中間の位置に配置され、かつ各レール１１と平行にその長手方向に延びるヨーク（図示省略）と、このヨーク上にその長手方向に沿って配列される板状の複数の永久磁石３３とからなる。各永久磁石３３は、隣接するもの同士の上面部の極性が互いに異なるように配列されている。

可動子３４は、前記固定子３２に対向するように搬送台車１２の前記台車本体２０の下面に固定されている。可動子３４は、固定子３２に沿って延びる基部及びこの基部から垂下する複数の垂下部を有する櫛形のコア（鉄心）３４ａと、前記複数の垂下部にそれぞれ巻着される複数のコイル３４ｂからなる電磁石とで構成されており、固定子３２（永久磁石３３）との間に所定寸法のギャップＧが形成されるように台車本体２０に固定されている。

なお、リニアモータ１４は図外の駆動制御装置に接続されており、この駆動制御装置から可動子３４の各コイル３４ｂに駆動電流が供給されることにより前記搬送台車１２が駆動される。つまり、駆動電流の供給により各コイル３４ｂに磁束が発生するとともに変化移動し、この磁束と永久磁石３３との相互作用により固定子３２と可動子３４との間に磁気推力が継続して発生することにより前記搬送台車１２がレール１１に沿って移動する。なお、リニアモータ１４における固定子３２と可動子３４との前記ギャップＧは、リニアモータ１４の作動時に適正に上記磁気推力が発生するように設定されている。

上記位置検出装置１６は、所謂リニアスケールからなり、搬送台車１２側に固定されるリニアスケール本体５２と、このリニアスケール本体５２に記録された情報を読み取るための複数のセンサ５４とを有する。

リニアスケール本体５２は、搬送台車１２の移動方向に沿って位置情報が磁気的に記録された磁気スケールであって、図示を省略するが、微小間隔を隔てて記録される複数の位置信号情報と、これらの両端に記録される原点位置情報とが含まれている。このリニアスケール本体５２は、情報の記録面が基台１０側に位置するようにステー５０を介して前記台車本体２０の側面部分に固定されている。

各センサ５４は、磁気記録情報を読み取り可能なＭＲセンサ又はホールセンサからなり、搬送台車１２の移動方向における複数の位置に一定間隔で配置されている。各センサ５４は、リニアスケール本体５２に対向するように基台１０の側面にそれぞれ固定されており、前記搬送台車１２の移動に伴い前記各位置情報を読み取って前記駆動制御装置に出力する。

上記ギャップ可変機構１８は、上記の通り基台１０からの搬送台車１２の取り外しを支援するためのもので、搬送台車１２の可動範囲内の特定位置において、リニアモータ１４の固定子３２の一部を上下方向に変位させることによって固定子３２と可動子３４との前記ギャップＧの寸法を変更するように構成されている。

図２に示すように、ギャップ可変機構１８は、例えば搬送台車１２の可動領域の中間位置において当該基台１０の下方に配置される昇降台４２（本発明に係る支持手段）と、この昇降台４２を駆動する駆動機構（本発明に係る駆動手段）とを含む。昇降台４２の上部には直方体形状の取付部４４が設けられている。この取付部４４は、前記基台１０に形成された貫通孔１０ａに挿入されており、この取付部４４の上面に、リニアモータ１４の不図示のヨークの一部と複数の永久磁石３３の一部とが固定されている。すなわち、固定子３２は、その一部分（途中部分）が他の部分から分離可能に構成され、この途中部分が取付部４４の上面に固定されることにより基台１０に対して昇降台４２と一体的に昇降可能となっており、ギャップ可変機構１８は、この昇降に伴い固定子３２の一部分と可動子３４とのギャップＧの寸法を変更する。

上記昇降機構はねじ送り機構により構成されている。すなわち、昇降機構は、基台１０の下面に固定されて前記昇降台４２を昇降自在に案内する複数のガイド軸４０と、この昇降台４２に固定されるナット部材４３と、このナット部材４３に螺合挿入されるねじ軸４８と、このねじ軸４８を駆動するモータ４６とを含み、このモータ４６によりねじ軸４８を回転駆動することにより昇降台４２を前記ガイド軸４０に沿って昇降させる。

なお、昇降台４２は、固定子３２のうち前記取付部４４に固定された部分（以下、便宜上、この部分を「固定子３２の変位部」という）と可動子３４との間のギャップＧが前記変位部以外の部分におけるギャップＧと等しくなる位置（基準位置という：図２に示す位置）と、図３に示すように、この基準位置から下降することにより前記ギャップＧが所定寸法まで拡大する位置（下降位置）、例えばリニアモータ１４の停止状態（駆動電流の供給停止状態）において固定子３２の前記変位部の永久磁石３３と搬送台車１２（可動子３４のコア３４ａの複数の垂下部の下端）との間に生じる磁気的吸引力に抗して作業者が容易に搬送台車１２を持ち上げることが可能となるようなギャップＧが確保される位置とに変位可能とされている。

次に上記のように構成されたリニア搬送装置の作用効果にいて説明する。

リニア搬送装置を駆動する場合には、予めモータ４６を駆動して昇降台４２を前記基準位置にセットし、これにより搬送台車１２の移動範囲の全体に亘って可動子３４と固定子３２とのギャップＧが一定寸法となるようにする。そして、この状態で可動子３４の各コイル３４ｂに駆動電流を供給する。この駆動電流は各コイル３４ｂに発生する磁束を変化移動させるものであり、このように駆動電流が供給されると、上記の通り、固定子３２と可動子３４との間に磁気推力が継続して発生し、この磁気推力により前記搬送台車１２がレール１１に沿って移動する。なお、搬送台車１２の前記台車本体２０は、ボルト等の固定手段により各種ツールの取り付けが可能に構成されており、従って、工場等で当該リニア搬送装置を用いる場合には、前記搬送台車１２の移動に伴い各種ツールを一定範囲内で移動させ、あるいは当該ツールにより各種物品を搬送することが可能となる。

リニア搬送装置のメンテナンス等の際には、以下の手順で搬送台車１２を取り外すことができる。まず、搬送台車１２を固定子３２の前記変位部の位置まで移動させ、この状態でリニアモータ１４を停止させる（可動子３４への駆動電流の供給を停止する）。次に、前記搬送台車１２を前記レール１１の上に載せたまま前記モータ４６を駆動し、図３中の白抜き矢印で示すように前記昇降台４２を基準位置から下降位置に移動させることにより固定子３２の変位部と可動子３４とのギャップＧを拡大させる。その上で搬送台車１２を持ち上げ、これにより搬送台車１２を単独で取り外す。つまり、リニアモータ１４を停止させた状態でも可動子３４のコア３４ａと固定子３２（永久磁石３３）との間には磁気吸引力が生じているためそのまま搬送台車１２を持ち上げて取り外すことは困難となる。しかし、上記のように固定子３２と可動子３４とのギャップＧを拡大させることで上記磁気吸引力が低減し、これにより搬送台車１２を難なく持ち上げてレール１１の上から取り外すことが可能となる。

メンテナンス後は、上記と逆の手順で搬送台車１２をレール１１上に戻し、モータ４６を駆動して昇降台４２を基準位置にリセットすることにより、固定子３２と可動子３４との前記ギャップＧをリニアモータ１４の駆動に適した元のギャップＧに戻す。これによりリニア搬送装置の駆動が可能となる。この場合、磁気吸引力が生じるために上記手順に比べて作業性は劣るが、例えば昇降台４２を基準位置にリセットした後に搬送台車１２をレール１１上に戻す、あるいは昇降台４２以外の位置で搬送台車１２をレール１１上に戻すようにしてもよい。なお、メンテナンス後は、リニアモータ１４を駆動して搬送台車１２を特定方向に移動させ、リニアスケール本体５２の原点信号情報を何れかのセンサ５４により読み取らせる。これにより搬送台車１２の現在位置が検出され、前記駆動制御装置よるその後の搬送台車１２の制御が可能となる。

以上のように、このリニア搬送装置では、上下方向への脱着が許容される状態で搬送台車１２がレール１１に対して支持された上で、さらにリニアモータ１４の固定子３２と可動子３４とのギャップＧを拡大させるギャップ可変機構１８が設けられているため、搬送台車１２の取り外しに際しては、ギャップ可変機構１８により固定子３２と可動子３４とのギャップＧを拡大させて搬送台車１２をレール１１から持ち上げることによって搬送台車１２を装置上方に取り外すことができる。そのため、装置設置面上において当該装置の周囲に十分なスペースが確保できない場合でも搬送台車１２の取り外しを支障なく行うことが可能となる。しかも、搬送台車１２の取り外しに際して従来装置のようなストッパ等の取り外し（分解作業）は不要であり、その分、搬送台車１２の取り外しを速やかに行うことができる。従って、このリニア搬送装置によれば、周囲に広いスペースを確保することなく搬送台車１２の取り外しをより簡単かつ速やかに行うことができ、その結果、メンテナンス性を向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るリニア搬送装置について説明する。

図４、図５は、第２の実施形態に係るリニア搬送装置を示しており、図４は斜視図で、図５は側面図（図４のV方向矢視図）でそれぞれリニア搬送装置を示している。

第２の実施形態に係るリニア搬送装置は、第１の実施形態で説明したモータ駆動式のギャップ可変機構１８に代えて、以下に説明するような手動式のギャップ可変機構１８を備えている点で第１の実施形態と構成が相違している。なお、それ以外の構成は、基本的には第１の実施形態のものと共通するため、以下の説明では、相違点であるギャップ可変機構１８の構成について主に説明する。

第２の実施形態に係るギャップ可変機構１８は、同図に示すように、搬送台車１２に設けられる一対のねじ部材６０の回転操作により搬送台車１２を基台１０に対して押し上げる構成となっている。

具体的には、前記台車本体２０には一対のフランジ部２１が設けられ、これらフランジ部２１に上下方向に延びるねじ部材６０がそれぞれ螺合挿入されている。各ねじ部材６０は、フランジ部２１に螺合挿入され、かつ末端（上端）にドライバ溝が状態に形成されたねじ軸本体６１と、このねじ軸本体６１に対してその軸心回りに相対回転可能な状態で当該ねじ軸本体６１の先端（下端）に装着される圧接座６２とを有している。そして、各ねじ部材６０を回転させて圧接座６２を固定子３２（永久磁石３３）に当接させ、この状態でさらにねじ部材６０を回転させると、図中白抜き矢印に示すように、その反力で、固定子３２と可動子３４との間の磁気吸引力に抗して搬送台車１２全体がレール１１から持ち上げられるようになっている。つまり、第２の実施形態のギャップ可変機構１８は、可動子３４を含む搬送台車１２の全体を基台１０（レール１１）から持ち上げることにより、固定子３２と可動子３４の上記ギャップＧを拡大させてこれらの間の磁気吸引力を低減させるように構成されている。なお、ねじ部材６０は、基台１０に当接させる構成であってもよい。

このような第２の実施形態のリニア搬送装置についても第１の実施形態と同様に、搬送台車１２を持ち上げて取り外すことが可能となる。そのため、第１の実施形態のものと同様の作用効果を享受することができる。

しかも、この第２の実施形態の構成によれば、ギャップ可変機構１８が、ねじ部材６０を回転操作して可動子３４を搬送台車１２ごと基台１０（レール１１）から持ち上げる構成であるため、第１の実施形態のように、固定子３２との関係で搬送台車１２の取り外し位置が制約を受けることがなく、搬送台車１２の取り外しを可動範囲内の任意の位置で行うことができるという利点がある。

さらに、この第２の実施形態では、上記のようにギャップ可変機構１８が搬送台車１２にねじ部材６０を組み込んだだけの極めてシンプルな構成であるため、製造コストを抑えつつ上記のような作用効果を享受することができるという利点もある。

なお、上述した第１、第２の実施形態に係るリニア搬送装置に関しては、以下のような構成上の変形が可能である。

例えば、第１の実施形態のギャップ可変機構１８は、固定子３２の一部（変位部）を移動させることにより固定子３２と可動子３４とのギャップＧを拡大させる構成であるが、全長が短いもの、つまり搬送台車１２の可動範囲が狭いものでは固定子３２全体を基台１０に対して移動させるようにギャップ可変機構１８を構成してもよい。この構成によれば、搬送台車１２が移動範囲内の何れの位置にあっても固定子３２と可動子３４とのギャップＧを拡大させることが可能となるため、第１の実施形態のものにおいても移動範囲内の任意の位置でレール１１上からの搬送台車１２の取り外しが可能となる。

また、第１、第２の実施形態では、リニアモータとして何れもコイル可動型のリニアモータ１４が適用されているが、勿論、永久磁石可動型のリニアモータを適用してもよい。この場合には、コアとこれに装着される複数のコイルとによって固定子が構成されることとなるので、第１の実施形態のギャップ可変機構１８では、コア及びコイルの一部を他の部分から切り離して昇降台４２の取付部４４に固定した構成とすればよく、また、第２の実施形態のギャップ可変機構１８において特にねじ部材６０を固定子に当接させる場合には、複数のコイルからなる当該固定子のうちコアの部分にねじ部材６０を当接させ得るように構成すればよい。

また、第１の実施形態のギャップ可変機構１８は、モータ４６を駆動源とするねじ送り機構により固定子３２を昇降させる構成となっているが、勿論、エアシリンダ等のアクチュエータを用いて直接昇降台４２を昇降駆動する構成を作用してもよく、固定子３２を昇降させるための具体的な構成（本発明に係る駆動手段の具体的な構成）は第１の実施形態のものに限定されるものではない。また、ギャップ可変機構１８は、前記ギャップＧを、リニアモータ駆動時のギャップＧに対して拡大させることができる構成であればよく、固定子３２及び可動子３４のうち一方側を他方側に対して変位させる構成はもとより、固定子３２及び可動子３４の双方を変位させることによりギャップＧを変更する構成であってもよい。

また、第１、第２の実施形態では、上下方向（固定子３２と可動子３４との並び方向と平行な方向）への搬送台車１２の脱着が許容されるように、断面長方形の一対のレール１１を適用した上で、搬送台車１２にこれらレール１１の上面及び側面に当接するガイドローラ２４，２６を設けた構成となっているが、例えば、図６に示すように、各レール１１としてこれらの並び方向（同図では左右方向）内側から外側に向かってそれぞれ先下がりに傾斜した案内面１１ａを有したものを適用した上で、ガイドローラとして前記案内面１１ａと平行でかつレール１１の長手方向と直交する軸回りに回転自在なもの（ガイドローラ２８）のみを設けて当該ガイドローラ２８を前記案内面１１ａに当接させて搬送台車１２を案内するように構成してもよい。つまり、この構成では、搬送台車１２の支持、および両レール１１の並び方向への搬送台車１２の拘束という上記各実施形態のガイドローラ２４，２５が分担する機能をガイドローラ２８が兼ねる。従って、図６に示す構成によれば、上下方向への脱着が許容される状態で搬送台車１２をレール１１に対して支持する一方でガイドローラの数を減らすことができ、これにより装置構成を簡素化および低廉化する上で有利となる。

また、第２の実施形態では、ねじ部材６０を回転操作して可動子３４を搬送台車１２ごと基台１０（レール１１）から持ち上げるようにギャップ可変機構１８が構成されているが、ギャップ可変機構１８は、搬送台車１２をレール１１上で停止させた状態（各コイル３４ｂへの駆動電流の供給を停止した状態）で固定子３２とのギャップＧが拡大するように搬送台車１２に対して可動子３４だけを移動させる構成であってもよい。さらに、第１、第２実施形態においては、図２及び図６等に示すように、固定子３２と可動子３４との対向面はそれぞれ水平であったが、勿論、水平面に対して傾斜、あるいは垂直であっても良い。

次に、本発明の第３の実施形態に係るリニア搬送装置について説明する。

図７は、第３の実施形態に係るリニア搬送装置を縦断面図で示している。同図に示す第３の実施形態のリニア搬送装置は、以下の点で第１の実施形態と構成が相違しており、それ以外の構成は基本的に第１の実施形態のリニア搬送装置と共通している。

まず、レール１１に対する搬送台車１２の支持構造として上述した図６に示す構造が適用されている。また、リニアモータ１４として永久磁石可動型のリニアモータが適用されるとともに、このリニアモータ１４の固定子３２と可動子３４との対向面が垂直、すなわち固定子３２と可動子３４とが水平方向に対向しており、以下に説明するように、ギャップ可変機構１８が、台車本体２０に対して可動子３４を水平方向に移動させることによって固定子３２と可動子３４とのギャップＧを拡大させる構成となっている。

リニアモータ１４は、上記の通り永久磁石可動型のリニアモータである。すなわち、固定子３２がコア（鉄心）７０ａとこれに巻着されるコイル７０ｂとからなる電磁石７０で構成される一方、可動子３４が不図示のヨークと当該ヨークに固定されてレール長手方向に並ぶ複数の永久磁石７２とから構成されている。

このリニアモータ１４は、固定子３２及び可動子３４を２組み備えたツイン構造のモータであり、基台１０の幅方向（両レール１１の並び方向）中央部に配置されて同幅方向に並ぶ２つの固定子３２と、これら固定子３２に対してそれぞれ幅方向外側から対向する２つの可動子３４とを有している。

各固定子３２は、共通のコア７０ａを有し、このコア７０ａに各固定子３２のコイル７０ｂが巻着された構造となっている。すなわち、コア７０ａは、レール長手方向に沿って延びる基部及びこの基部から幅方向両側にそれぞれ延びかつレール長手方向に並ぶ複数の突起部を備えた櫛形の形状を有している。そして、これら突起部にそれぞれコイル７０ｂが巻着されることにより、前記基部の両側にそれぞれレール長手方向に複数の電磁石７０が並んだ２つの前記固定子３２が構成されている。なお、基台１０の幅方向中央部にはレール長手方向に並ぶ複数のボス１０ｂが立設されており、コア７０ａの前記基部がこれらボス１０ｂにネジ止めされることにより各固定子３２が基台１０に固定されている。

各可動子３４は、前記台車本体２０に対して幅方向に移動可能に支持されている。詳しくは、台車本体２０の下面に、ガイドレール７４に沿ってそれぞれ幅方向に移動可能な２つの可動部材７６が設けられており、これら可動部材７６の内側に、それぞれ前記ヨーク及び永久磁石７２が固定されている。また、台車本体２０に、幅方向に延びかつその中央部を境に互いに逆ねじとなるねじ部を備えたねじ軸７８が前記台車本体２０に回転可能に支持され、各可動部材７６に対して互いに異なるねじ部が螺合するように当該ねじ軸７８が各可動部材７６に挿入されている。そして、このねじ軸７８が基台１０に固定されたモータ７９の出力軸７９ａに連結されており、例えば、搬送台車１２をレール１１上の任意の位置で停止させた状態でモータ７９を駆動すると、各可動部材７６が互いに幅方向に逆向きに移動し、これに伴い各可動子３４が幅方向に移動するようなっている。すなわち、この実施形態では、上記ガイドレール７４、可動部材７６、ねじ軸７８及びモータ７９等によりギャップ可変機構１８が構成されており、モータ７８を駆動（正転駆動）して各可動部材７６（可動子３４）を互いに離間する方向に移動させることで、各固定子３２と各可動子３４とのギャップＧをそれぞれ拡大させるようになっている。

このような第３実施形態のリニア搬送装置においても、上記のように各固定子３２と各可動子３４とのギャップＧを拡大させることで各固定子３２と対応する可動子３４との間の磁気吸引力を低減させることができ、これにより搬送台車１２をレール１１上から容易に取り外すことが可能となる。そして、逆の手順で搬送台車１２をレール１１上に戻し、モータ７９を逆転駆動して各固定子３２と各可動子３４とのギャップＧを元に戻せば、リニア搬送装置の駆動が可能となる。

図２及び図３に示す実施形態、及び図７に示す実施形態から分かるように、基台１０側の固定子３２と搬送台車１２側の可動子３４の一方にコア３４ａ（７０ａ）及びコイル３４ｂ（７０ｂ）からなる電磁石（７０）と永久磁石３３（７２）との一方を配置し、基台１０側の固定子３２と搬送台車１２側の可動子３４の他方に、電磁石（７０）と永久磁石３３（７２）との他方を配置するものにおいて、搬送台車１２をレール１１上で停止させた状態で、基台１０及び搬送台車１２の一方に対して、固定子３２及び可動子３４の一方をこれらのギャップＧが可変となるよう可動に取り付けてギャップ可変機構１８を構成すれば、搬送台車１２をレール１１上から容易に取り外すことが可能となる。

次に、本発明の第４の実施形態に係るリニア搬送装置について説明する。

図８は、第４の実施形態に係るリニア搬送装置を縦断面図で示している。同図に示す第４の実施形態のリニア搬送装置は、以下の点で第１の実施形態と構成が相違しており、それ以外の構成は基本的に第１の実施形態のリニア搬送装置と共通している。

まず、レール１１に対する搬送台車１２の支持構造として、上述した図６に示す構造が適用されている。また、リニアモータ１４として永久磁石可動型のリニアモータが適用され、さらに、前記ギャップ可変機構１８に代えて、固定子３２又は可動子３４の一方、あるいは固定子３２及び可動子３４の両方をそれらの対向面と平行な方向に移動させることにより固定子３２と可動子３４との間の相対位置を可変とする相対位置可変機構（相対位置可変手段）を備えている。当例では、相対位置可変機構として第１、第２の２つの相対位置可変機構８０，８１がリニア搬送装置に搭載されている。

第１の相対位置可変機構８０は、搬送台車１２の可動領域の中間位置において基台１０の下方に配置され、かつ幅方向に延びるねじ軸８４、基台１０の下面に固定されるガイドレール８５、基台１０に形成された幅方向に長い長穴１０ｃに挿入（貫通）され、かつ前記ガイドレール８５に沿って幅方向に移動可能に支持される可動部材８６、および基台１０の下面に固定されるモータ８７等から構成されている。

ねじ軸８４は、基台１０上に設けられる一対のボス部１０ｄを介して当該基台１０の下方に回転可能に支持されており、その一端は前記モータ８７の出力軸８７ａに連結されている。そして、このねじ軸８４に前記可動部材８６がねじ嵌合され、この可動部材８６の上端面にリニアモータ１４の固定子３２の一部が固定されている。

ここで、リニアモータ１４は、上記の通り永久磁石可動型のリニアモータであり、固定子３２は、レール長手方向に延びかつ基台１０上のボス等に固定される基部及びこの基部から上方に突出する複数の突起部を有する櫛形のコア（鉄心）７０ａと、前記複数の突起部にそれぞれ巻着される複数のコイル７０ｂからなる複数の電磁石７０とで構成されている。この固定子３２は、その一部分（途中部分）が他の部分から分離可能に構成されており、つまり、固定子３２のうちこの分離可能な途中部分が前記可動部材８６の上端面に固定されている。

第２の相対位置可変機構８１は、台車本体２０の下方に配置されて幅方向に延びるねじ軸９４、台車本体２０の下面に固定されるガイドレール９５、このガイドレール９５に沿って幅方向に移動可能に支持される可動部材９６、および台車本体２０の側面に固定されるモータ９７等から構成されている。

ねじ軸９４は、台車本体２０に設けられるボス部２０ｂ，２０ｂを介して当該台車本体２０の下方に回転可能に支持されており、その一端は前記モータ９７の出力軸９７ａに連結されている。そして、このねじ軸９４に前記可動部材９６がねじ嵌合され、この可動部材９６の下端面にリニアモータ１４の可動子３４が固定されている。

この可動子３４は、可動部材９６に固定される不図示のヨークとこのヨークに積層固定されてレール長手方向に並ぶ複数の永久磁石７２とから構成されており、所定のギャップＧを介して前記固定子３２に対向するように前記可動部材９６に固定されている。

このような第４の実施形態に係るリニア搬送装置においては、搬送台車１２をレール１１上で停止させた状態で、第１の相対位置可変機構８０のモータ８７を駆動すると、固定子３２が可動子３４に対して所定のギャップＧ（リニアモータ１４の作動時に適正な磁気推力が生じるギャップ）を維持したまま水平方向（図示の例では右方）に移動する。また、第２の相対位置可変機構８１のモータ９７を駆動すると、可動子３４が固定子３２に対して前記所定のギャップＧを維持したまま水平方向（図示の例では左方）に移動する。これにより、可動子３４（永久磁石７２）と固定子３２（コア７０ａ）の対向面が相対的に幅方向（左右方向）にずれ、それぞれの対向面の上下方向に重なり合う面積が小さくなる。可動子３４（永久磁石７２）から固定子３２（コア７０ａ）に作用する磁力の強さは、磁束の通るそれぞれの対向面の重なりの面積に比例（正比例）して変化するので、上記のように、可動子３４（永久磁石７２）と固定子３２（コア７０ａ）とを幅方向にずらして前記面積を減少させることで固定子３２と可動子３４との磁気吸引力が低減され、これによって搬送台車１２をレール１１上から容易に取り外すことが可能となる。

メンテナンス等の後は、搬送台車１２をレール１１上に戻した後、モータ８７、９７を逆転駆動し、可動子３４及び固定子３２を、これらが所定の最大面積で対向する基準位置にリセットすることでリニア搬送装置の駆動が可能となる。なお、固定子３２と可動子３４との配置のリセット作業は、搬送台車１２をレール１１上に戻す前に実施してもよい。

このような第４の実施形態においては、可動子３４（永久磁石７２）と固定子３２（コア７０ａ）のそれぞれの対向面を相対的に幅方向にずらすのみであり、磁力に抗する大きな移動荷重は不要となるので、モータ８７、９７として能力の小さな小型なものを適用することが可能となる。

なお、この第４の実施形態のリニア搬送装置では、搬送台車１２の取り外しに際して、上記のように第１の相対位置可変機構８０又は第２の相対位置可変機構８１の何れか一方を作動させればよいが、両方の相対位置可変機構８０、８１を作動させるようにすれば搬送台車１２の取り外しをより速やかに実施することができる。また、この実施形態では、２つの相対位置可変機構８０、８１を設けているが、勿論、第１の相対位置可変機構８０及び第２の相対位置可変機構８１のうち何れか一方のみを設けた構成であってもよい。

なお、この実施形態では、固定子３２の一部（可動部材８６に固定された部分）を幅方向に移動させるように第１の相対位置可変機構８０が構成されているため、搬送台車１２の取り外しに際しては、搬送台車１２を相対位置可変機構８０の可動部材８６に対応する位置に停止させることが必要となる。しかし、全長が短いもの、つまり搬送台車１２の可動範囲が狭いものでは固定子３２全体を幅方向に移動させるように第１の相対位置可変機構８１を構成すれば、移動範囲内の任意の位置でレール１１上からの搬送台車１２の取り外しが可能となる。

１０ 基台
１２ 搬送台車
１４ リニアモータ
１６ 位置検出装置
１８ ギャップ可変機構（ギャップ可変手段）
３２ 固定子
３４ 可動子
４２ 昇降台
４４ 取付部
４６ モータ

Claims (7)

1. 基台上に固定されるレールと、当該レール上に移動可能に支持される搬送台車と、前記基台に配設される固定子及びこの固定子に対向するように前記搬送台車に配設される可動子を含み、かつこれら固定子及び可動子の何れか一方に永久磁石、他方に電磁石がそれぞれ使用されて当該電磁石を構成するコイルへの通電により前記固定子と前記可動子との間に磁気推力を生じさせて前記搬送台車を駆動するリニアモータとを備えたリニア搬送装置において、
   前記レールに対して脱着が許容される状態で当該レールに前記搬送台車が支持されるとともに、前記コイルに通電しない状態で前記固定子と前記可動子とをこれらの間に生じる磁気吸引力が低減する方向に相対的に変位させる相対位置可変手段が設けられていることを特徴とするリニア搬送装置。
2. 請求項１に記載のリニア搬送装置において、
   前記相対位置可変手段として、前記固定子と前記可動子とのギャップの寸法が前記搬送台車を駆動するときのギャップの寸法よりも大きくなるように、前記固定子又は前記可動子の対向面と直交する直交方向に、前記固定子と前記可動子とを相対的に変位させるギャップ可変手段が設けられていることを特徴とするリニア搬送装置。
3. 請求項２に記載のリニア搬送装置において、
   前記ギャップ可変手段は、前記固定子又は前記可動子を支持する支持手段と、この支持手段を前記直交方向に移動させる駆動手段とを含むことを特徴とするリニア搬送装置。
4. 請求項２又は３に記載のリニア搬送装置において、
   前記ギャップ可変手段は、前記固定子の一部であって前記搬送台車の移動領域内の特定箇所に配置されるものを前記直交方向へ変位させるように構成されていることを特徴とするリニア搬送装置。
5. 請求項２に記載のリニア搬送装置において、
   前記固定子又は前記可動子の対向面と前記レール表面とが互いに平行となるように構成されており、前記ギャップ可変手段は、前記可動子を含む前記搬送台車の全体を前記直交方向に変位させるように構成されていることを特徴とするリニア搬送装置。
6. 請求項２に記載のリニア搬送装置において、
   前記ギャップ可変手段は、前記搬送台車に対して前記可動子を変位させるように構成されていることを特徴とするリニア搬送装置。
7. 請求項１に記載のリニア搬送装置において、
   前記相対位置可変手段は、前記固定子又は前記可動子の少なくとも一方側を、前記固定子又は前記可動子の対向面と平行な方向であってかつ前記固定子と前記可動子との間に生じる磁気吸引力が低減する方向に変位させるように構成されていることを特徴とするリニア搬送装置。
   
   

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