WO2024252984A1 - リニアモータモジュール及びリニア搬送システム - Google Patents

リニアモータモジュール及びリニア搬送システム Download PDF

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WO2024252984A1
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WO
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linear motor
linear
motor module
track body
axis direction
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旭弘 海野
茂樹 林
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THK Co Ltd
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THK Co Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors

Definitions

  • the present invention relates to a linear motor module and a linear conveying system.
  • Patent Document 1 discloses a linear transport device in which multiple stator units are connected together to form a linear motor.
  • This stator unit includes a stator that is fixed to a unit frame, and a sensor board that controls the flow of electricity to the stator.
  • the present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a linear motor module and linear conveying system that has a small footprint and small height dimensions.
  • the first aspect of the present invention is a linear motor module comprising a track body that guides a moving body, a plurality of coil units arranged along the track body, a drive board electrically connected to the plurality of coil units, and a base member that supports the track body, the plurality of coil units, and the drive board, the base member being provided with a pedestal portion that supports the track body, a plurality of spaces formed on the side of the pedestal portion at intervals in the longitudinal direction of the track body, and the drive board being formed with a plurality of protrusions that are inserted into the plurality of spaces.
  • the second aspect of the present invention is the linear motor module of the first aspect, in which the protruding portion is provided with a motor driver that controls the coil unit.
  • the third aspect of the present invention is the linear motor module of the second aspect, in which the base member is provided with a bottom plate portion that supports the pedestal portion, and the motor driver is disposed on the surface of the protrusion that faces the bottom plate portion and is in contact with the bottom plate portion via a heat transfer member.
  • the fourth aspect of the present invention is a linear motor module according to the second or third aspect, in which the plurality of spaces include a first space formed with a first length in the longitudinal direction and a second space formed with a second length in the longitudinal direction that is longer than the first length, the plurality of protrusions include a first protrusion inserted into the first space and a second protrusion inserted into the second space and having a width in the longitudinal direction greater than that of the first protrusion, and the second protrusion is provided with a greater number of motor drivers than the number of first protrusions, and at least a portion of a control chip that controls the motor drivers.
  • the fifth aspect of the present invention is a linear conveyance system comprising a linear motor module according to any one of the first to third aspects, a moving body having a magnet capable of facing the plurality of coil units and guided along the track body, and the plurality of linear motor modules are connectable so that the plurality of track bodies are continuous.
  • FIG. 1 is an overall view of a linear transport system according to an embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view of a moving body and a linear motor module according to an embodiment.
  • 1 is a diagram showing a moving body and a linear motor module according to an embodiment as viewed from the X-axis direction.
  • FIG. 1 is a perspective view of a linear motor module according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of a base member and a driving substrate according to an embodiment.
  • 6 is a plan view of the base member and the drive substrate shown in FIG. 5 .
  • FIG. 11 is a perspective view showing an assembly state of a base member and a drive substrate according to an embodiment.
  • FIG. 1 is an overall view of a linear transport system 1 according to an embodiment.
  • the linear transport system 1 includes a moving body 2 and a linear motor module 3.
  • the moving body 2 is also called a mover unit.
  • the linear motor module 3 is also called a stator unit.
  • the linear motor module 3 includes a track body 30 that guides the moving body 2, and a linear encoder 60 arranged along the track body 30.
  • the multiple linear motor modules 3 can be connected so that the multiple track bodies 30 are continuous.
  • three linear motor modules 3 are connected.
  • a connecting rail 31 is provided between the track body 30 of one linear motor module 3 and the track body 30 of an adjacent linear motor module 3.
  • the moving body 2 can move along the adjacent track bodies 30 that are connected together by the connecting rail 31.
  • the X-axis direction is the length direction of the track body 30 (the direction of movement of the moving body 2).
  • the Y-axis direction is the width direction of the track body 30, which is perpendicular to the X-axis direction.
  • the Z-axis direction is the height direction of the track body 30, which is perpendicular to the X-axis and Y-axis directions.
  • Fig. 2 is a perspective view of the moving body 2 and the linear motor module 3 according to one embodiment.
  • Fig. 3 is a view of the moving body 2 and the linear motor module 3 according to one embodiment as viewed from the X-axis direction.
  • the moving body 2 includes a table 10 , a slider block 11 , a magnet 12 , and a linear scale 13 .
  • the table 10 has a top plate portion that extends along the X-Y plane, and a pair of side walls that hang down from both ends of the top plate portion in the Y-axis direction.
  • An object to be transported (not shown) can be fixed to the upper surface side of the top plate portion of the table 10.
  • a slider block 11 is attached to the underside of the top plate of the table 10.
  • the slider block 11 is engaged with the track body 30 so as to be movable in the X-axis direction.
  • Recesses are formed on both side surfaces of the track body 30 in the Y-axis direction, and the slider block 11 has protrusions that engage with the recesses.
  • a rolling element transfer path for endlessly transferring rolling elements may be formed between the recess of the track body 30 and the protrusion of the slider block 11.
  • the rolling element transfer path may be provided, for example, in two rows, one on each side of the track body 30 in the Y-axis direction, or in four rows, two on each side of the track body 30 in the Y-axis direction.
  • a magnet 12 is attached to the underside of the top plate of the table 10.
  • the magnet 12 is disposed on the -Y side of the slider block 11.
  • the magnetic poles of the magnet 12 face downward.
  • the downward magnetic poles of the magnet 12 are arranged so that the N poles and S poles are alternately arranged in the X-axis direction.
  • a linear scale 13 is attached to the inner wall surface of the side wall on the +Y side of the table 10.
  • the linear scale 13 is formed in the shape of a thin rod extending in the X-axis direction.
  • the linear scale 13 faces the detection unit 64a of the linear encoder 60 in the Y-axis direction.
  • the linear scale 13 and the linear encoder 60 may be either optical or magnetic.
  • the linear motor module 3 comprises a base member 20, a track body 30, a coil unit 40, a drive board 50, a linear encoder 60, and a cover 70.
  • the base member 20 is preferably a lightweight metal member with heat dissipation properties, such as aluminum, and comprises a bottom plate portion 21, a pedestal portion 22, and a column portion 23.
  • the bottom plate portion 21 is formed in a plate shape extending along the X-Y plane.
  • the pedestal portion 22 stands upward (towards the +Z side) from the centre of the bottom plate portion 21 in the Y-axis direction.
  • the track body 30 described above is attached to the top of the pedestal portion 22. As shown in FIG. 2, the pedestal portion 22 extends in the X-axis direction together with the track body 30.
  • a first mounting portion 22a (step) is formed on the surface of the pedestal portion 22 facing the -Y side.
  • the pillar portion 23 is disposed on the -Y side of the base portion 22, and stands upward (to the +Z side) from the bottom plate portion 21.
  • the pillar portion 23 also extends in the X-axis direction together with the base portion 22 (first mounting portion 22a).
  • the height of the top of the pillar portion 23 is the same as the height of the first mounting portion 22a.
  • a support member 41 is installed between the pillar portion 23 and the first mounting portion 22a.
  • the support member 41 is formed in an L-shape when viewed from the X-axis direction.
  • the support member 41 supports the coil unit 40.
  • the coil unit 40 faces the magnet 12 in the Z-axis direction.
  • the coil unit 40 has U-phase, V-phase, and W-phase coil groups aligned along the X-axis direction. For example, multiple coil units 40 (four in this embodiment) are arranged side by side in the X-axis direction.
  • the drive board 50 is disposed below the coil unit 40 (-Z side) and fixed onto the bottom plate 21.
  • the drive board 50 includes a connector 81 that is connected to the coil unit 40 via a cable (not shown), and a motor driver 82 that controls the movement of the moving body 2 in the X-axis direction by passing a current through the coil unit 40 via the cable.
  • the drive board 50 is disposed so as to penetrate the base 22 in the Y-axis direction (described later).
  • the cover 70 covers the portion (base 51) of the drive board 50 that protrudes from the base 22 to the +Y side.
  • the cover 70 is provided with various connectors that connect the drive board 50 to an external device (not shown).
  • reference numerals 71 and 72 in FIG. 2 are communication connectors.
  • Reference numeral 73 is a power connector.
  • Reference numeral 74 is a USB connector.
  • a second mounting portion 22b (step) is formed on the surface of the base portion 22 facing the +Y side.
  • a linear encoder 60 is attached to the second mounting portion 22b. As shown in FIG. 3, the linear encoder 60 is formed in an L-shape when viewed from the X-axis direction.
  • the linear encoder 60 includes a mounting base 61, a positioning plate 62, a sensor cover 63, and a position detection sensor 64.
  • the mounting base 61 is formed in a plate shape extending along the X-Y plane, and is fixed to the second mounting portion 22b.
  • a positioning plate 62 is attached to the +Y side end of the mounting base 61 by a screw member 61a.
  • the positioning plate 62 stands upright above (on the +Z side) the +Y side end of the mounting base 61.
  • the positioning plate 62 extends along the X-Z plane.
  • the positioning plate 62 extends along the movement direction (X-axis direction) of the movable body 2 and faces the linear scale 13 in the Y-axis direction.
  • a protective film 62a is attached to the surface of the positioning plate 62 facing the linear scale 13.
  • the surface of the positioning plate 62 not facing the linear scale 13 is covered by a sensor cover 63.
  • a position detection sensor 64 is arranged inside the sensor cover 63.
  • FIG. 4 is a perspective view of a linear motor module 3 according to one embodiment. Note that in FIG. 4, the moving body 2 and the cover 70 are not shown in order to improve visibility.
  • the reference numeral 75 in FIG. 4 denotes a mounting frame for attaching the cover 70 to the base member 20.
  • the linear motor module 3 has four coil units 40A to 40D.
  • the four coil units 40A to 40D are arranged side by side in the X-axis direction.
  • FIG. 5 is a perspective view of the base member 20 and the drive board 50 according to one embodiment. Note that in FIG. 5, the coil unit 40, the support member 41, and the mounting frame 75 are not shown in order to improve visibility compared to FIG. 4.
  • a plurality of spaces are formed at intervals in the X-axis direction on the side of the base portion 22.
  • Each of the plurality of through holes 24 is located below (on the -Z side) the second mounting portion 22b and penetrates the base portion 22 in the Y-axis direction.
  • the drive board 50 is fixed to the bottom plate portion 21 at multiple locations by screw members 91 and spacers 92.
  • the drive board 50 is fixed in a state where it is slightly floating above (towards the +Z side) the bottom plate portion 21 by the spacers 92.
  • Fig. 6 is a plan view of the base member 20 and the drive substrate 50 shown in Fig. 5.
  • Fig. 7 is a perspective view showing the assembly of the base member 20 and the drive substrate 50 according to one embodiment.
  • the drive substrate 50 is formed with a plurality of protrusions (hereinafter, comb-tooth portions 52 ) that are inserted into the plurality of through holes 24 .
  • the drive substrate 50 has a base 51 extending in the X-axis direction and a number of comb-tooth portions 52 extending from the base 51 toward the -Y side.
  • the drive substrate 50 of this embodiment has three comb-tooth portions 52 and is formed in an E-shape in plan view when viewed from the Z-axis direction.
  • a motor driver 82 that controls the coil unit 40 is provided at the tip of the comb-tooth portion 52. As shown in FIG. 3, the motor driver 82 is disposed on the surface of the comb-tooth portion 52 facing the -Z side opposite the bottom plate portion 21, and is in contact with the bottom plate portion 21 via a heat transfer member 83. Heat generated by the motor driver 82 is transferred to the base member 20 via the heat transfer member 83 and dissipated.
  • the base portion 22 has the three through holes 24 described above.
  • the through holes 24 include two different sizes of through holes 24 (first through hole 24a and second through hole 24b).
  • the first through hole 24a is formed at both ends of the base portion 22 in the X-axis direction.
  • the second through hole 24b is formed in the center of the base portion 22 in the X-axis direction.
  • the first through hole 24a is formed with a first length D1 in the X-axis direction.
  • the second through hole 24b is formed with a second length D2 in the X-axis direction.
  • the second length D2 is longer than the first length D1.
  • the second length D2 is approximately twice the dimension of the first length D1.
  • the comb tooth portions 52 include two different sizes of comb tooth portions 52 (first comb tooth portions 52a and second comb tooth portions 52b).
  • the first comb tooth portions 52a are formed on both ends of the base portion 51 in the X-axis direction.
  • the second comb tooth portions 52b are formed on the center of the base portion 51 in the X-axis direction.
  • the first comb tooth portion 52a is formed with a first width W1 in the X-axis direction.
  • the second through hole 24b is formed with a second width W2 in the X-axis direction.
  • the second width W2 is larger than the first width W1.
  • the second width W2 is approximately twice the dimension of the first width W1.
  • the first comb tooth portion 52a can be inserted into the first through hole 24a.
  • the first width W1 has a dimension slightly smaller than the first length D1.
  • the second comb tooth portion 52b can be inserted into the second through hole 24b but cannot be inserted into the first through hole 24a.
  • the second width W2 has a dimension slightly smaller than the second length D2 and larger than the first length D1.
  • the second comb tooth portion 52b is provided with a greater number of motor drivers 82 than the first comb tooth portion 52a.
  • the first comb tooth portion 52a arranged on the +X side is provided with a connector 81A connected to the coil unit 40A (see FIG. 4) via a cable (not shown), and a motor driver 82A that controls the coil unit 40A via the cable.
  • Screw members 91 (and spacers 92) are arranged at four points around the motor driver 82A, and the motor driver 82A is in contact with the bottom plate portion 21 via the heat transfer member 83 while receiving a substantially uniform load.
  • the first comb tooth portion 52a arranged on the -X side is provided with a connector 81D that is connected to the coil unit 40D via a cable (not shown), and a motor driver 82D that controls the coil unit 40D via the cable.
  • Screw members 91 (and spacers 92) are arranged at four points around the motor driver 82D, and the motor driver 82D is in contact with the bottom plate portion 21 via the heat transfer member 83 while receiving a substantially uniform load.
  • the second comb tooth portion 52b is provided with a connector 81B that is connected to the coil unit 40B via a cable (not shown), and a motor driver 82B that controls the coil unit 40B via the cable.
  • the second comb tooth portion 52b is provided with a connector 81C that is connected to the coil unit 40C via a cable (not shown), and a motor driver 82B that controls the coil unit 40C via the cable.
  • Screw members 91 are arranged at four locations around motor driver 82B and four locations around motor driver 82C, and motor driver 82B and motor driver 82C are subjected to a substantially uniform load and are in contact with the bottom plate portion 21 via the heat transfer member 83.
  • the four screw members 91 arranged around motor driver 82B and the four screw members 91 arranged around motor driver 82C share two screw members 91c arranged between motor driver 82B and motor driver 82C. In other words, motor driver 82B and motor driver 82C are fixed with a total of six screw members 91.
  • a beam member 90 is attached above three of the six screw members 91 that are positioned on an extension line of the first mounting portion 22a in the plan view shown in FIG. 6.
  • the beam member 90 is detachably attached to the base portion 22 via screw members and forms part of the first mounting portion 22a. By removing the beam member 90 from the base portion 22, the three screw members 91 that are positioned on an extension line of the first mounting portion 22a can be tightened or untightened.
  • At least a part of the control chip 84 that collectively controls the motor drivers 82A to 82D is provided in the second comb tooth portion 52b.
  • the second comb tooth portion 52b is wider in the X-axis direction than the first comb tooth portion 52a, making it easier to layout the control chip 84.
  • the dimension of the base 51 in the Y-axis direction can be made smaller than if the control chip 84 were laid out only on the base 51. Note that in this embodiment, the control chip 84 is laid out across the second comb tooth portion 52b and the base 51, but the control chip 84 may be laid out only on the second comb tooth portion 52b.
  • multiple through holes 24 are formed on the side of the base 22, and the comb-tooth portion 52 of the drive board 50 is inserted into the through holes 24, allowing the drive board 50 to be positioned horizontally along the X-Y plane.
  • This allows the height dimension of the linear motor module 3 to be reduced, as shown in FIG. 3.
  • the drive board 50 can be positioned on both sides of the base 22 in the Y-axis direction. This allows the footprint of the linear motor module 3 to be smaller than if the drive board 50 were positioned only on one side of the base 22 in the Y-axis direction.
  • the linear motor module 3 of this embodiment includes a track body 30 that guides the moving body 2, a plurality of coil units 40 arranged along the track body 30, a drive board 50 electrically connected to the plurality of coil units 40, and a base member 20 that supports the track body 30, the plurality of coil units 40, and the drive board 50.
  • the base member 20 is provided with a pedestal portion 22 that supports the track body 30, and a plurality of through holes 24 are formed on the side of the pedestal portion 22 at intervals in the longitudinal direction of the track body 30, and the drive board 50 is formed with a plurality of comb tooth portions 52 that are inserted into the plurality of through holes 24.
  • This configuration makes it possible to provide a linear motor module 3 that has a small footprint and a small height dimension.
  • the comb tooth portion 52 is provided with a motor driver 82 that controls the coil unit 40.
  • the motor driver 82 can be disposed below the coil unit 40, and the motor driver 82 and the coil unit 40 can be connected over a short distance.
  • the base member 20 is provided with a bottom plate portion 21 that supports the pedestal portion 22, and the motor driver 82 is disposed on the surface of the comb tooth portion 52 that faces the bottom plate portion 21 and is in contact with the bottom plate portion 21 via a heat transfer member 83.
  • heat generated by the motor driver 82 can be transferred to the bottom plate portion 21 via the heat transfer member 83 and dissipated efficiently.
  • the plurality of through holes 24 include a first through hole 24a formed with a first length D1 in the length direction and a second through hole 24b formed with a second length D2 longer than the first length D1 in the length direction
  • the plurality of comb teeth 52 include a first comb teeth 52a inserted into the first through hole 24a and a second comb teeth 52b inserted into the second through hole 24b and having a width in the length direction larger than that of the first comb teeth 52a.
  • the second comb teeth 52b is provided with more motor drivers 82 than the first comb teeth 52a, and is provided with a control chip 84 that controls the motor drivers 82.
  • the second comb teeth 52b is provided with two motor drivers 82B and 82C, and the control chip 84 is easily laid out. If four comb teeth 52 are formed corresponding to the four motor drivers 82, four through holes 24 must also be formed in the base 22. If the number of through holes 24 in the base portion 22 increases, the processing cost of the base member 20 increases and it becomes difficult to ensure the rigidity of the base portion 22 that supports the track body 30. Therefore, it is preferable to provide a wide second comb tooth portion 52b as in this embodiment.
  • the linear transport system 1 of this embodiment also includes the linear motor module 3, and a moving body 2 that is guided along a track body 30 and includes a magnet 12 that can face multiple coil units 40, and the multiple linear motor modules 3 can be connected so that the multiple track bodies 30 are continuous.
  • a linear transport system 1 with a small footprint and small height dimension can be constructed.
  • a through hole has been described as the space, this is not limiting.
  • the same effect can be obtained by inserting the protruding portion of the drive board into a hole or groove that does not penetrate the base.

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Abstract

本発明は、駆動基板（５０）と、ベース部材（２０）と、を備え、ベース部材（２０）には、台座部（２２）が設けられ、台座部（２２）の側部には、長さ方向に間隔をあけて、複数の空間部（２４）が形成され、駆動基板（５０）には、複数の空間部（２４）に挿入される複数の突出部（５２）が形成されている、リニアモータモジュール（３）である。

Description

リニアモータモジュール及びリニア搬送システム
　本発明は、リニアモータモジュール及びリニア搬送システムに関するものである。本願は、２０２３年６月９日に日本に出願された特願２０２３－０９５６８８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　下記特許文献１には、複数の固定子ユニットを連設してリニアモータを構成するリニア搬送装置が開示されている。この固定子ユニットは、ユニットフレームに固定される固定子と、固定子に対する通電を制御するセンサ基板と、を備えている。
日本国特開２０１３－１７６２１４号公報
　上記のようなリニアモータモジュールにおいては、モジュールの小型化、周囲の作業スペースを確保する目的で、フットプリントが小さく且つ高さ寸法が小さいことが求められている。特許文献１の固定子ユニットでは、図３に示すように、センサ基板を垂直に立ててユニットフレームの側面に固定していたため、フットプリントを小さくできるものの、高さ寸法が大きくなっていた。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フットプリントが小さく且つ高さ寸法が小さいリニアモータモジュール及びリニア搬送システムの提供を目的とする。
　本発明の第１態様は、移動体を案内する軌道体と、前記軌道体に沿って配置された複数のコイルユニットと、前記複数のコイルユニットと電気的に接続された駆動基板と、前記軌道体、前記複数のコイルユニット、及び前記駆動基板を支持するベース部材と、を備え、前記ベース部材には、前記軌道体を支持する台座部が設けられ、前記台座部の側部には、前記軌道体が延びる長さ方向に間隔をあけて、複数の空間部が形成され、前記駆動基板には、前記複数の空間部に挿入される複数の突出部が形成されている、リニアモータモジュールである。
　本発明の第２態様は、前記突出部には、前記コイルユニットを制御するモータドライバが設けられている、前記第１態様のリニアモータモジュールである。
　本発明の第３態様は、前記ベース部材には、前記台座部を支持する底板部が設けられ、前記モータドライバは、前記突出部の前記底板部と対向する面に配置されると共に、伝熱部材を介して前記底板部に接触している、前記第２態様のリニアモータモジュールである。
　本発明の第４態様は、前記複数の空間部は、前記長さ方向において第１長さで形成された第１空間部と、前記長さ方向において前記第１長さよりも長い、第２長さで形成された第２空間部と、を備え、前記複数の突出部は、前記第１空間部に挿入される第１突出部と、前記第２空間部に挿入され、前記第１突出部よりも前記長さ方向における幅が大きい第２突出部と、を備え、前記第２突出部には、前記第１突出部の個数より多い個数の前記モータドライバが設けられると共に、前記モータドライバを制御する制御チップの少なくとも一部が設けられている、前記第２態様または前記第３態様のリニアモータモジュールである。
　本発明の第５態様は、前記第１態様から前記第３態様のいずれか１つのリニアモータモジュールと、前記複数のコイルユニットと対向可能なマグネットを備え、前記軌道体に沿って案内される移動体と、を備え、複数の前記リニアモータモジュールは、複数の前記軌道体が連続するように連結可能である、リニア搬送システムである。
　本発明の一態様によれば、フットプリントを小さく且つ高さ寸法を小さくすることができる。
一実施形態に係るリニア搬送システムの全体図である。 一実施形態に係る移動体及びリニアモータモジュールの斜視図である。 一実施形態に係る移動体及びリニアモータモジュールをＸ軸方向から視た図である。 一実施形態に係るリニアモータモジュールの斜視図である。 一実施形態に係るベース部材及び駆動基板の斜視図である。 図５に示すベース部材及び駆動基板の平面図である。 一実施形態に係るベース部材及び駆動基板の組み立ての様子を示す斜視図である。
　以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
　図１は、一実施形態に係るリニア搬送システム１の全体図である。
　リニア搬送システム１は、図１に示すように、移動体２と、リニアモータモジュール３と、を備えている。なお、移動体２は、可動子ユニットとも言う。また、リニアモータモジュール３は、固定子ユニットとも言う。リニアモータモジュール３は、移動体２を案内する軌道体３０と、軌道体３０に沿って配置されたリニアエンコーダ６０と、を備えている。
　複数のリニアモータモジュール３は、複数の軌道体３０が連続するように連結可能とされている。図１の例では、３台のリニアモータモジュール３が連結されている。リニアモータモジュール３の軌道体３０と、それと隣り合うリニアモータモジュール３の軌道体３０との間には、連結レール３１が配設されている。移動体２は、連結レール３１によって１本に連結された隣り合う軌道体３０に沿って移動可能とされている。
　なお、以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。Ｘ軸方向は、軌道体３０が延びる長さ方向（移動体２の移動方向）である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直交する軌道体３０の幅方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する軌道体３０の高さ方向である。
　図２は、一実施形態に係る移動体２及びリニアモータモジュール３の斜視図である。図３は、一実施形態に係る移動体２及びリニアモータモジュール３をＸ軸方向から視た図である。
　図３に示すように、移動体２は、テーブル１０と、スライダブロック１１と、マグネット１２と、リニアスケール１３と、を備えている。
　テーブル１０は、Ｘ－Ｙ平面に沿って延びる天板部と、天板部のうちＹ軸方向の両端部から下方に垂設される一対の側壁部と、を備えている。テーブル１０の天板部の上面側には、図示しない搬送対象物が固定可能とされている。
　テーブル１０の天板部の下面側には、スライダブロック１１が取り付けられている。スライダブロック１１は、軌道体３０に対して、Ｘ軸方向に移動可能に係合している。軌道体３０のうちＹ軸方向の両側の側面には、凹部が形成され、スライダブロック１１は、当該凹部に係合する凸部を備えている。
　なお、軌道体３０の凹部とスライダブロック１１の凸部との間には、図示しない転動体を無端転送させる転動体転送路が形成されてもよい。当該転動体転送路は、例えば、Ｙ軸方向における軌道体３０の両側に１列ずつ計２列で設けられてもよく、またＹ軸方向における軌道体３０の両側に２列ずつ計４列で設けられてもよい。
　また、テーブル１０の天板部の下面側には、マグネット１２が取り付けられている。マグネット１２は、スライダブロック１１の－Ｙ側に配置されている。マグネット１２の磁極は、下方を向いている。マグネット１２の下向きの磁極は、Ｎ極、Ｓ極がＸ軸方向において交互に並ぶように配設されている。
　テーブル１０の＋Ｙ側の側壁部の内壁面には、リニアスケール１３が取り付けられている。リニアスケール１３は、Ｘ軸方向に延びる薄板の棒状に形成されている。リニアスケール１３は、リニアエンコーダ６０の検出部６４ａとＹ軸方向において対向している。なお、リニアスケール１３及びリニアエンコーダ６０は、光学式であっても磁気式であってもよい。
　リニアモータモジュール３は、ベース部材２０と、軌道体３０と、コイルユニット４０と、駆動基板５０と、リニアエンコーダ６０と、カバー７０と、を備えている。ベース部材２０は、例えば、アルミニウムなどの軽量且つ放熱性を有する金属部材が好ましく、底板部２１と、台座部２２と、柱部２３と、を備えている。底板部２１は、Ｘ－Ｙ平面に沿って延びる板状に形成されている。
　台座部２２は、底板部２１のうちＹ軸方向の中央部から上方（＋Ｚ側）に向かって立設している。台座部２２の頂部には、上述した軌道体３０が取り付けられている。台座部２２は、図２に示すように、軌道体３０と共にＸ軸方向に延在している。台座部２２の－Ｙ側を向く面には、第１取付部２２ａ（段差）が形成されている。
　柱部２３は、台座部２２の－Ｙ側に配置され、底板部２１から上方（＋Ｚ側）に向かって立設している。柱部２３も、台座部２２（第１取付部２２ａ）と共にＸ軸方向に延在している。柱部２３の頂部の高さは、第１取付部２２ａの高さと同じとされている。柱部２３と第１取付部２２ａとの間には、支持部材４１が架設されている。
　支持部材４１は、図３に示すように、Ｘ軸方向から視てＬ字状に形成されている。支持部材４１は、コイルユニット４０を支持している。コイルユニット４０は、Ｚ軸方向においてマグネット１２と対向している。コイルユニット４０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル群をＸ軸方向に沿って備えている。このコイルユニット４０は、例えば、Ｘ軸方向に複数台（本実施形態では４台）並んで設けられている。
　駆動基板５０は、図３に示すように、コイルユニット４０の下方（－Ｚ側）に配置され、底板部２１上に固定されている。駆動基板５０は、図示しないケーブルを介してコイルユニット４０と接続されるコネクタ８１と、当該ケーブルを介してコイルユニット４０に電流を流して、移動体２のＸ軸方向の移動を制御するモータドライバ８２と、を備えている。駆動基板５０は、台座部２２をＹ軸方向に貫通して配置されている（後述）。
　カバー７０は、駆動基板５０の台座部２２より＋Ｙ側に突出した部分（基部５１）を覆っている。カバー７０には、駆動基板５０と、図示しない外部装置とを接続する各種コネクタが設けられている。例えば、図２に示す符号７１、７２は、通信コネクタである。また、符号７３は、電源コネクタである。また、符号７４は、ＵＳＢコネクタである。
　台座部２２の＋Ｙ側を向く面には、第２取付部２２ｂ（段差）が形成されている。第２取付部２２ｂには、リニアエンコーダ６０が取り付けられている。リニアエンコーダ６０は、図３に示すように、Ｘ軸方向から視てＬ字状に形成されている。リニアエンコーダ６０は、取付ベース６１と、位置決めプレート６２と、センサカバー６３と、位置検出センサ６４と、を備えている。
　取付ベース６１は、Ｘ－Ｙ平面に沿って延びる板状に形成され、第２取付部２２ｂに固定されている。取付ベース６１の＋Ｙ側の端部には、位置決めプレート６２がネジ部材６１ａによって取り付けられている。位置決めプレート６２は、取付ベース６１の＋Ｙ側の端部から上方（＋Ｚ側）に立設している。位置決めプレート６２は、Ｘ－Ｚ平面に沿って延びている。
　位置決めプレート６２は、図２に示すように、移動体２の移動方向（Ｘ軸方向）に沿って延び、リニアスケール１３とＹ軸方向で対向している。位置決めプレート６２のリニアスケール１３との対向面には、保護フィルム６２ａが貼り付けられている。位置決めプレート６２のリニアスケール１３との非対向面側は、図３に示すように、センサカバー６３によって覆われている。センサカバー６３の内側には、位置検出センサ６４が配置されている。
　図４は、一実施形態に係るリニアモータモジュール３の斜視図である。なお、図４では、視認性の向上のため、移動体２及びカバー７０は、図示していない。図４に示す符号７５は、ベース部材２０にカバー７０を取り付けるための取付フレームである。
　図４に示すように、リニアモータモジュール３は、４台のコイルユニット４０Ａ～４０Ｄを備えている。４台のコイルユニット４０Ａ～４０Ｄは、Ｘ軸方向に並んで配置されている。
　図５は、一実施形態に係るベース部材２０及び駆動基板５０の斜視図である。なお、図５では、図４よりも視認性を向上させるため、コイルユニット４０、支持部材４１、及び取付フレーム７５を図示していない。
　図５に示すように、台座部２２の側部には、Ｘ軸方向に間隔をあけて、複数の空間部（以下では貫通孔２４）が形成されている。複数の貫通孔２４のそれぞれは、第２取付部２２ｂよりも下方（－Ｚ側）に位置し、台座部２２をＹ軸方向に貫通している。
　駆動基板５０は、ネジ部材９１及びスペーサ９２によって、底板部２１に複数箇所で固定されている。スペーサ９２によって、駆動基板５０は、底板部２１に対して僅かに上方（＋Ｚ側）に浮いた状態で固定されている。
　図６は、図５に示すベース部材２０及び駆動基板５０の平面図である。図７は、一実施形態に係るベース部材２０及び駆動基板５０の組み立ての様子を示す斜視図である。
　図６及び図７に示すように、駆動基板５０には、複数の貫通孔２４に挿入される複数の突出部（以下では、櫛歯部５２）が形成されている。
　駆動基板５０は、Ｘ軸方向に延びる基部５１と、基部５１から－Ｙ側に向かって延びる複数の櫛歯部５２と、を備えている。本実施形態の駆動基板５０は、３本の櫛歯部５２を備え、Ｚ軸方向から視た平面視でＥ字状に形成されている。
　櫛歯部５２の先端部には、コイルユニット４０を制御するモータドライバ８２が設けられている。モータドライバ８２は、図３に示すように、櫛歯部５２のうち底板部２１と対向する－Ｚ側を向く面に配置されると共に、伝熱部材８３を介して底板部２１に接触している。モータドライバ８２で発生した熱は、伝熱部材８３を介してベース部材２０に伝えられ放熱される。
　図６及び図７に示すように、台座部２２には、上述した３つの貫通孔２４が形成されている。貫通孔２４には、２種類の大きさの貫通孔２４（第１貫通孔２４ａ及び第２貫通孔２４ｂ）が含まれている。第１貫通孔２４ａは、台座部２２のうちＸ軸方向の両端部に形成されている。第２貫通孔２４ｂは、台座部２２のうちＸ軸方向の中央部に形成されている。
　図６に示すように、第１貫通孔２４ａは、Ｘ軸方向において第１長さＤ１で形成されている。また、第２貫通孔２４ｂは、Ｘ軸方向において第２長さＤ２で形成されている。第２長さＤ２は、第１長さＤ１よりも長い。具体的に、第２長さＤ２は、第１長さＤ１の約２倍の寸法を有する。
　一方、駆動基板５０には、３つの櫛歯部５２が形成されている。櫛歯部５２には、２種類の大きさの櫛歯部５２（第１櫛歯部５２ａ及び第２櫛歯部５２ｂ）が含まれている。第１櫛歯部５２ａは、基部５１のうちＸ軸方向の両端部に形成されている。第２櫛歯部５２ｂは、基部５１のうちＸ軸方向の中央部に形成されている。
　図６に示すように、第１櫛歯部５２ａは、Ｘ軸方向において第１幅Ｗ１で形成されている。また、第２貫通孔２４ｂは、Ｘ軸方向において第２幅Ｗ２で形成されている。第２幅Ｗ２は、第１幅Ｗ１よりも大きい。具体的に、第２幅Ｗ２は、第１幅Ｗ１の約２倍の寸法を有する。
　第１櫛歯部５２ａは、第１貫通孔２４ａに挿入可能である。つまり、第１幅Ｗ１は、第１長さＤ１より僅かに小さい寸法を有する。また、第２櫛歯部５２ｂは、第２貫通孔２４ｂに挿入可能且つ第１貫通孔２４ａに挿入不能である。つまり、第２幅Ｗ２は、第２長さＤ２より僅かに小さい寸法且つ第１長さＤ１より大きい寸法を有する。
　第２櫛歯部５２ｂには、第１櫛歯部５２ａの個数よりも多くの個数のモータドライバ８２が設けられている。具体的に、＋Ｘ側に配置された第１櫛歯部５２ａには、コイルユニット４０Ａ（図４参照）と図示しないケーブルを介して接続されるコネクタ８１Ａ、及び当該ケーブルを介してコイルユニット４０Ａを制御するモータドライバ８２Ａが、設けられている。モータドライバ８２Ａの周囲の４箇所には、ネジ部材９１（及びスペーサ９２）が配置され、モータドライバ８２Ａが、略均等な荷重を受けて、伝熱部材８３を介して底板部２１に接触している。
　また、－Ｘ側に配置された第１櫛歯部５２ａには、コイルユニット４０Ｄと図示しないケーブルを介して接続されるコネクタ８１Ｄ、及び当該ケーブルを介してコイルユニット４０Ｄを制御するモータドライバ８２Ｄが、設けられている。モータドライバ８２Ｄの周囲の４箇所には、ネジ部材９１（及びスペーサ９２）が配置され、モータドライバ８２Ｄが、略均等な荷重を受けて、伝熱部材８３を介して底板部２１に接触している。
　一方、第２櫛歯部５２ｂには、コイルユニット４０Ｂと図示しないケーブルを介して接続されるコネクタ８１Ｂ、及び当該ケーブルを介してコイルユニット４０Ｂを制御するモータドライバ８２Ｂが、設けられている、さらに、第２櫛歯部５２ｂには、コイルユニット４０Ｃと図示しないケーブルを介して接続されるコネクタ８１Ｃ、及び当該ケーブルを介してコイルユニット４０Ｃを制御するモータドライバ８２Ｂが、設けられている。
　モータドライバ８２Ｂの周囲の４箇所、及びモータドライバ８２Ｃの周囲の４箇所には、ネジ部材９１（及びスペーサ９２）が配置され、モータドライバ８２Ｂ及びモータドライバ８２Ｃが、略均等な荷重を受けて、伝熱部材８３を介して底板部２１に接触している。なお、モータドライバ８２Ｂの周囲に配置された４つのネジ部材９１と、モータドライバ８２Ｃの周囲に配置された４つのネジ部材９１は、モータドライバ８２Ｂとモータドライバ８２Ｃとの間に配置された２つのネジ部材９１ｃを共有している。すなわち、モータドライバ８２Ｂ及びモータドライバ８２Ｃは、計６つのネジ部材９１で固定されている。
　当該６つのネジ部材９１のうち、図６に示す平面視で、第１取付部２２ａの延長線上に配置される３つのネジ部材９１の上方には、梁部材９０が取り付けられている。梁部材９０は、台座部２２に対してネジ部材を介して着脱可能に取り付けられ、第１取付部２２ａの一部を形成している。台座部２２から梁部材９０を取り外すことで、第１取付部２２ａの延長線上に配置される３つのネジ部材９１の締め付け、また締め付けの解除を行うことができる。
　第２櫛歯部５２ｂには、モータドライバ８２Ａ～８２Ｄを統括して制御する制御チップ８４の少なくとも一部が設けられている。第２櫛歯部５２ｂは、第１櫛歯部５２ａよりもＸ軸方向の幅が大きいため、制御チップ８４をレイアウトし易い。また、基部５１のみに制御チップ８４をレイアウトするよりも、基部５１のＹ軸方向の寸法を小さくできる。なお、本実施形態では、制御チップ８４が第２櫛歯部５２ｂ及び基部５１に跨ってレイアウトされているが、制御チップ８４が第２櫛歯部５２ｂのみにレイアウトされてもよい。
　上記構成によれば、図６に示すように、台座部２２の側部に複数の貫通孔２４を形成し、駆動基板５０の櫛歯部５２を貫通孔２４に差し込むことで、駆動基板５０をＸ－Ｙ平面に沿って水平に配置できる。そのため、図３に示すように、リニアモータモジュール３の高さ寸法を小さくすることができる。また、櫛歯部５２が台座部２２をＹ軸方向に貫通することで、台座部２２のＹ軸方向両側に駆動基板５０が配置できる。そのため、台座部２２のＹ軸方向の片側のみに駆動基板５０を配置するよりも、リニアモータモジュール３のフットプリントを小さくすることができる。
　上述したように、本実施形態のリニアモータモジュール３は、移動体２を案内する軌道体３０と、軌道体３０に沿って配置された複数のコイルユニット４０と、複数のコイルユニット４０と電気的に接続された駆動基板５０と、軌道体３０、複数のコイルユニット４０、及び駆動基板５０を支持するベース部材２０と、を備え、ベース部材２０には、軌道体３０を支持する台座部２２が設けられ、台座部２２の側部には、軌道体３０が延びる長さ方向に間隔をあけて、複数の貫通孔２４が形成され、駆動基板５０には、複数の貫通孔２４に挿入される複数の櫛歯部５２が形成されている。この構成によれば、フットプリントが小さく且つ高さ寸法が小さいリニアモータモジュール３を提供できる。
　また、本実施形態では、櫛歯部５２には、コイルユニット４０を制御するモータドライバ８２が設けられている。この構成によれば、図３に示すように、コイルユニット４０の下方にモータドライバ８２を配置し、モータドライバ８２とコイルユニット４０とを短距離で接続することができる。
　また、本実施形態では、ベース部材２０には、台座部２２を支持する底板部２１が設けられ、モータドライバ８２は、櫛歯部５２の底板部２１と対向する面に配置されると共に、伝熱部材８３を介して底板部２１に接触している。この構成によれば、モータドライバ８２で発生した熱を、伝熱部材８３を介して底板部２１に伝えて効率よく放熱できる。
　また、本実施形態では、図６に示すように、複数の貫通孔２４は、長さ方向において第１長さＤ１で形成された第１貫通孔２４ａと、長さ方向において第１長さＤ１よりも長い、第２長さＤ２で形成された第２貫通孔２４ｂと、を備え、複数の櫛歯部５２は、第１貫通孔２４ａに挿入される第１櫛歯部５２ａと、第２貫通孔２４ｂに挿入され、第１櫛歯部５２ａよりも長さ方向における幅が大きい第２櫛歯部５２ｂと、を備え、第２櫛歯部５２ｂには、第１櫛歯部５２ａより多くのモータドライバ８２が設けられると共に、モータドライバ８２を制御する制御チップ８４が設けられている。この構成によれば、第２櫛歯部５２ｂに２つのモータドライバ８２Ｂ、８２Ｃを設けると共に、制御チップ８４をレイアウトし易くなる。なお、仮に４つのモータドライバ８２に対応して４つの櫛歯部５２を形成する場合、台座部２２にも４つの貫通孔２４を形成しなくてはならない。台座部２２の貫通孔２４が増えると、ベース部材２０の加工コストが増えると共に、軌道体３０を支持する台座部２２の剛性を確保することが難しくなる。したがって、本実施形態のように、幅広の第２櫛歯部５２ｂを設けることが好ましい。
　また、本実施形態のリニア搬送システム１は、上記リニアモータモジュール３と、複数のコイルユニット４０と対向可能なマグネット１２を備えて軌道体３０に沿って案内される移動体２と、を備え、複数のリニアモータモジュール３は、複数の軌道体３０が連続するように連結可能である。この構成によれば、複数のリニアモータモジュール３を連結することで、フットプリントが小さく且つ高さ寸法が小さいリニア搬送システム１を構築することができる。
　以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
　例えば、空間部として貫通孔を記載したが、これには限定されない。台座部を貫通しない孔部や溝部に駆動基板の突出部を挿入しても、同様の効果が得られる。
　本発明の一態様によれば、フットプリントを小さく且つ高さ寸法を小さくすることができる。
　１　リニア搬送システム
　２　移動体
　３　リニアモータモジュール
　１２　マグネット
　２０　ベース部材
　２１　底板部
　２２　台座部
　２４　貫通孔（空間部）
　２４ａ　第１貫通孔
　２４ｂ　第２貫通孔
　３０　軌道体
　４０　コイルユニット
　５０　駆動基板
　５２　櫛歯部（突出部）
　５２ａ　第１櫛歯部
　５２ｂ　第２櫛歯部
　８２　モータドライバ
　８３　伝熱部材
　８４　制御チップ
　Ｄ１　第１長さ
　Ｄ２　第２長さ
　Ｗ１　第１幅
　Ｗ２　第２幅

Claims (5)

  1. 　移動体を案内する軌道体と、
    　前記軌道体に沿って配置された複数のコイルユニットと、
    　前記複数のコイルユニットと電気的に接続された駆動基板と、
    　前記軌道体、前記複数のコイルユニット、及び前記駆動基板を支持するベース部材と、
    を備え、
    　前記ベース部材には、前記軌道体を支持する台座部が設けられ、
    　前記台座部の側部には、前記軌道体が延びる長さ方向に間隔をあけて、複数の空間部が形成され、
    　前記駆動基板には、前記複数の空間部に挿入される複数の突出部が形成されている、
    　リニアモータモジュール。
  2. 　前記突出部には、前記コイルユニットを制御するモータドライバが設けられている、
    　請求項１に記載のリニアモータモジュール。
  3. 　前記ベース部材には、前記台座部を支持する底板部が設けられ、
    　前記モータドライバは、前記突出部の前記底板部と対向する面に配置されると共に、伝熱部材を介して前記底板部に接触している、
    　請求項２に記載のリニアモータモジュール。
  4. 　前記複数の空間部は、
    　前記長さ方向において第１長さで形成された第１空間部と、
    　前記長さ方向において前記第１長さよりも長い、第２長さで形成された第２空間部と、
    を備え、
    　前記複数の突出部は、
    　前記第１空間部に挿入される第１突出部と、
    　前記第２空間部に挿入され、前記第１突出部よりも前記長さ方向における幅が大きい第２突出部と、
    を備え、
    　前記第２突出部には、前記第１突出部の個数より多い個数の前記モータドライバが設けられると共に、前記モータドライバを制御する制御チップの少なくとも一部が設けられている、
    　請求項２または３に記載のリニアモータモジュール。
  5. 　請求項１～３のいずれか一項に記載のリニアモータモジュールと、
    　前記複数のコイルユニットと対向可能なマグネットを備え、前記軌道体に沿って案内される移動体と、
    を備え、
    　複数の前記リニアモータモジュールは、複数の前記軌道体が連続するように連結可能である、
    　リニア搬送システム。
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