(57)【要約】  物品を搬送する走行体（３）を、走行ガイド（４）に沿って走行自在に設置した搬送システムである。走行体（３）を走行駆動する駆動源が、走行ガイド（４）に沿って配列された電機子（６）と、走行体（３）に設置された二次側の可動子（７）とでなるリニアモータ（５）である。走行ガイド（４）は直線部（４Ａ）と曲線部（４Ｂ）とを有する。リニアモータ（５）の各電機子（６）は、互いに間隔を開けて配列され、走行ガイド（４）の直線部（４Ａ）および曲線部（４Ｂ）に沿って複数並べて配置されている。さらに、走行ガイド（４）に、走行体（３）が複数台設置可能である。
2012056838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を搬送する走行体を、走行ガイドに沿って走行自在に設置した搬送システムであって、
前記走行体を走行駆動する駆動源がリニアモータであり、このリニアモータは、走行ガイドに沿って配列されてそれぞれが独立した複数の一次側の電機子と、前記走行体に設置された二次側の可動子とでなり、前記走行ガイドは少なくとも曲線部を有し、前記走行体は前記曲線部を走行可能とした搬送システム。
【請求項２】
前記リニアモータの前記各電機子は、互いに間隔を開けて配列した請求項１記載の搬送システム。
【請求項３】
前記走行体は、前記走行ガイドに位置した物品搬入先に物品を渡す請求項１または請求項２記載の搬送システム。
【請求項４】
前記走行体は、前記走行ガイドに沿って設けた工作機械に物品を渡す請求項１または請求項２記載の搬送システム。
【請求項５】
前記一次側の電機子は、走行ガイドの前記曲線部に沿って複数並べて配置される請求項１または請求項２ 記載の搬送システム。
【請求項６】
前記走行体が、前記ワークの把持手段、およびこの把持手段を前記走行体の走行方向とは異なる方向に移動させる移動機構を有し、前記走行ガイドに沿って設けられた給電手段から前記走行体に設けられた受電手段に対して非接触で給電する非接触給電装置を設け、前記把持手段および移動機構の駆動源となる電動式の駆動源を、前記走行体の前記受電手段に接続した請求項１または請求項２記載の搬送システム。
【請求項７】
前記走行体に、無線通信手段を搭載し、この無線通信手段により通信された信号により前記把持手段および移動機構の駆動源の制御を行う指令伝達手段を前記走行体に搭載した請求項６記載の搬送システム。
【請求項８】
前記二次側の可動子が、走行方向にＮ，Ｓの磁極が交互に配列された永久磁石であり、この可動子の磁極を検出し、または前記可動子の磁極と同じ配列で走行体に設けられた検出用の磁石の磁極を検出する磁極センサを前記走行ガイドに設け、前記磁極センサの検出信号を用いて前記走行体の走行制御を行う走行制御手段を設けた請求項１または請求項２記載の搬送システム。
【請求項９】
前記走行ガイドに前記走行体を複数台設置可能とした請求項１または請求項２記載の搬送システム。
【請求項１０】
物品を搬送する走行体を、走行ガイドに沿って走行自在に設置した搬送システムであって、
前記走行体を走行駆動する駆動源がリニアモータであり、このリニアモータは、走行ガイドに沿って配列されてそれぞれが独立した複数の一次側の電機子と、前記走行体に設置された二次側の可動子とでなり、
前記走行ガイドに前記走行体を複数台設置可能とした搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
この出願は、２０１０年１０月２６日出願の特願２０１０−２３９４１８の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
【技術分野】
【０００２】
この発明は、工作機械のローダや、産業機械、物流機械における物品の搬送に適用される搬送システム関し、特に、走行経路に曲線部を含む搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、旋盤等の工作機械にワークを搬入，搬出する搬送システムとして、ガイドレールに沿って走行する走行体に昇降体を設け、昇降体下端のローダヘッドにチャックを設けてワークを保持させる形式のものがある。この種の搬送システムでは、直線路を走行させるようにしている。しかし、直線経路だけでは、工作機械の配置が制限され、工場の床面積を効果的に利用することが難しい。そのため、走行経路に曲線部を含むものも提案されている（例えば、特許文献１，２）。また、産業機械においても、走行経路に曲線部を含むものが提案されている。【０００４】
また、従来、リニアモータは、物流装置の搬送台車等において、その走行駆動等に広く用いられている。リニアモータには、リニア誘導モータ（ＬＩＭ）、リニア同期モータ（ＬＳＭ）、リニア直流モータ等があるが、長距離の走行システムとして主に使用されているのは、リニア誘導モータである。リニア同期モータは、地上側にマグネットを配置してコイル側を移動する方式が大部分を占める。【０００５】
なお、リニア同期モータにおいて、曲線部や、あるいは経路端部の加減速が必要となる区間等に、部分的に地上側に１次コイルを離散配置した例はあるが（例えば、特許文献３）、リニア同期モータは曲線路や経路端部での補助的な使用であり、基本的にはリニア誘導モータを用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２８３０３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４９２６９号公報
【特許文献３】特開２００７−８２３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の搬送システムは、走行経路に曲線部を含むものであっても、曲線部は単に走行にしか利用されず、曲線部に位置して、物品の受渡しを行う移載台や工作機械等を配置することは行われていない。これは、曲線部では走行体の位置決め精度が悪く、確実な受け渡しや、物品姿勢，把持位置等が適切となる受け渡しが困難であることによる。【０００８】
また、従来の一般的な搬送システムは、駆動機構として、回転型のサーボモータとラック・ピニオン等の回転・直動変換機構とを設けており、位置決め精度等を向上させることが難しい。リニア誘導モータを用いた例もあるが、リニア誘導モータは、推力が低くて走行性能の向上が困難であるうえ、精度の良い位置決めが困難である。そこで、リニア同期モータの採用を考えたが、従来のリニア同期モータは、地上側にマグネットを配置してコイル側を移動する方式が大部分を占めている。しかし、コイル側を移動させるには、可動子に給電が必要であり、可動子への配線の都合上、無端経路での走行が不能であるなど、走行経路が限られたり、給電系が複雑化したりする。地上側に１次コイルを配置した例は、前記特許文献３等に示されるような、曲線部や、あるいは経路端部の加減速が必要となる区間等に、部分的に地上側に１次コイルを配置した例しかない。【０００９】
この発明の他の目的は、走行ガイドによる走行経路の曲線部で、走行体を精度良く走行させたり、停止位置決めしたりすることが可能な搬送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の搬送システムは、物品を搬送する走行体を、走行ガイドに沿って走行自在に設置した搬送システムであって、前記走行体を走行駆動する駆動源がリニアモータであり、このリニアモータは、走行ガイドに沿って配列されてそれぞれが独立した複数の一次側の電機子と、前記走行体に設置された二次側の可動子とでなり、前記走行ガイドは少なくとも曲線部を有し、前記走行体は前記曲線部を走行可能とした。【００１１】
この構成によると、走行体の駆動に、走行ガイドに沿って配列された電機子と、前記走行体に設置された二次側の可動子とでなるリニアモータを用いたため、走行体を曲線部においても、精度良く走行させたり、停止位置決めしたりすることができる。例えば、従来の回転型モータと回転・直動変換機構を用いた搬送システムに比べて、走行体を精度良く走行させたり、停止位置決めしたりすることが可能となる。また、地上側が一次側となるリニアモータであるため、給電系が簡素化できる。【００１２】
前記リニアモータの前記各電機子は、互いに間隔を開けて配列するのが良い。特に、走行体の走行領域の全域に渡って、各電機子を、間隔を開けて配列するのが良い。各電機子を、間隔を開けて配置すること、つまり離散配置とすることで、コイル使用量が削減され、コスト低下が図れる。電機子が離散配置されていても可動子の駆動が可能であり、搬送システムの場合、電機子の離散配置が、精度面とコスト面を併せて適切となる。【００１３】
この構成の搬送システムにおいて、前記走行体は、前記走行ガイドに位置した物品搬入先に物品を渡すものであっても良い。前記走行体は、前記走行ガイドに沿って設けた工作機械に物品を渡すものであっても良い。上記のように、走行体を曲線部においても、精度良く停止位置決めすることができるため、物品搬入先、特に工作機械に、物品を確実に渡すことができ、渡すときの物品姿勢，把持位置等についても適切に行える。また、走行経路の曲線部を物品の受渡しに利用することで、工場内の各種機器の配置の制限が緩和され、限られた工場内の床面積を効果的に利用することができる。なお、この発明でいう「工作機械」は、切削加工等の機械加工を行う旋盤等の狭義の工作機械に限らず、パンチプレス，レーザ加工機等の板金加工機を含む広義の工作機械である。【００１４】
前記一次側の電機子は、走行ガイドの前記曲線部に沿って複数並べて配置されるのが良い。曲線部においても一次側の電機子を複数並べて配置することで、走行体を曲線部においても、精度良く走行させたり、停止位置決めしたりすることができる。【００１５】
この発明において、前記走行体が、前記ワークの把持手段、およびこの把持手段を前記走行体の走行方向とは異なる方向に移動させる移動機構を有し、前記走行ガイドに沿って設けられた給電手段から前記走行体に設けられた受電手段に対して非接触で給電する非接触給電装置を設け、前記把持手段および移動機構の駆動源となる電動式の駆動源を、前記走行体の前記受電手段に接続するのが良い。【００１６】
工作機械に対するワーク搬送では、工作機械の主軸等の物品搬入先に合わせて各方向の位置を合わせることが必要となり、またワークの把持手段が必要となる。そのため、走行体に二次側の可動子を設けたリニアモータで駆動し、走行駆動に対して走行体のケーブル配線が不要となっても、前記移動機構や把持手段への給電は必要となる。この構成では、これら移動機構や把持手段への給電を非接触給電装置で行うようにしたため、走行体と地上部との間における給電のためのケーブルを無くし、搬送経路の自由な配置を可能とすることができる。なお、この構成の場合、走行体に搭載する駆動源は全て電動式とし、エア配管等を無くすことが好ましい。【００１７】
この構成の場合に、前記走行体に、無線通信手段を搭載し、この無線通信手段により通信された信号により前記把持手段および移動機構の駆動源の制御を行う指令伝達手段を前記走行体に搭載するのが良い。このように、非接触給電に加えて、無線通信手段で制御のための信号送受を行うことで、制御指令の伝達系を含めて、走行体と地上部との間における配線を不要とできる。そのため、搬送経路のより自由な配置を可能とできる。【００１８】
この発明において、前記二次側の可動子が、走行方向にＮ，Ｓの磁極が交互に配列された永久磁石であり、この可動子の磁極を検出し、または前記可動子の磁極と同じ配列で走行体に設けられた検出用の磁石の磁極を検出する磁極センサを前記走行ガイドに沿って設け、前記磁極センサの検出信号を用いて前記走行体の走行制御を行う走行制御手段を設けるのが良い。前記磁極センサが可動子の磁極を直線に検出するものとした場合は、前記検出用の磁石は設けない。【００１９】
上記のリニアモータの制御を、上記磁極センサを用いて行うことで、より一層精度の良い位置決め制御が行え、曲線部においても高い精度で位置決めすることができる。そのため、曲線部における物品の受渡しを、より確実に、かつより適切な角度で行える。なお、位置フィードバックのための制御は、磁極センサの信号から得られる位置信号を用いても、また磁極センサとは別の位置センサの信号を用いても良い。磁極センサによる制御は、例えば電流フィードバック系の制御とされる。【００２０】
この発明の第２の搬送システムは、物品を搬送する走行体を、走行ガイドに沿って走行自在に設置した搬送システムであって、前記走行体を走行駆動する駆動源がリニアモータであり、このリニアモータは、走行ガイドに沿って配列されてそれぞれが独立した複数の一次側の電機子と、前記走行体に設置された二次側の可動子とでなり、前記走行ガイドに前記走行体を複数台設置可能とした。【００２１】
走行体を走行駆動する駆動源は、それぞれが独立した複数の一次側の電機子と、前記走行体に設置された二次側の可動子とでなるリニアモータであるため、従来の各走行体に回転形の走行用モータを搭載するものと異なり、一次側の電機子を複数台の可動子に共通して使用できて、走行体には永久磁石等の可動子を設けるだけで良く、簡単な構成で走行体の台数を増やすことができる。各電機子を適宜制御することで、複数台の可動子を同時に移動させることができる。【００２２】
請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。 
【図面の簡単な説明】
【００２３】
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。
【図１】この発明の第１の実施形態に係る搬送システムと工作機械とを組み合わせた加工設備の斜視図である。
【図２】その搬送システムの走行ガイドを構成する各ユニットの斜視図である。
【図３】同加工設備における工作機械の一例を示す斜視図である。
【図４】同搬送システムの平面図である。
【図５】同搬送システムの正面図である。
【図６】同搬送システムの走行ガイドと走行体の関係を示す平面図である。
【図７】同搬送システムの走行ガイドと、リニアモータ、走行体の関係を示す平面図である。
【図８】同加工設備の部分省略正面図である。
【図９】同加工設備における搬送システムの破断側面図である。
【図１０】（Ａ）は同搬送システムにおける走行体本体の平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は下面図、（Ｄ）は背面図である。
【図１１】同搬送システムの走行ガイドと走行体本体とを示す横断面図である。
【図１２】図９の一部を拡大して示す断面図である。
【図１３】リニアモータの部分断面図である。
【図１４】同リニアモータの個別モータの平面図である。
【図１５】同リニアモータの個別モータの配置を示す平面図である。
【図１６】同リニアモータとセンサとの関係を示す断面図である。
【図１７】同リニアモータの駆動系のブロック図である。
【図１８】この発明の第２の実施形態に係る搬送システムを示す斜視図である。
【図１９】この発明の第３の実施形態に係る搬送システムを示す斜視図である。
【図２０】この発明の第４の実施形態に係る搬送システムを示す斜視図である。
【図２１】この発明の第５の実施形態に係る搬送システムを示す斜視図である。
【図２２】この発明の第６の実施形態に係る搬送システムを示す斜視図である。
【図２３】（Ａ）は、この発明の第７の実施形態に係る搬送システムにおける搬送ガイドの例を示す平面図で、（Ｂ）はこの発明の第８の実施形態に係る搬送システムにおける搬送ガイドの例を示す平面図で、（Ｃ）はこの発明の第９の実施形態に係る搬送システムにおける搬送ガイドの例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図１７と共に説明する。図１は、この搬送システムの主となる搬送装置１と、工作機械２と、移載台７１，７２とでなる加工設備の斜視図である。工作機械２は、搬送装置１に対して２台設置されている。搬送装置１は物品を搬送する走行体３を、走行ガイド４に沿って走行自在に設置したものであって、走行ガイド４は直線部４Ａと曲線部４Ｂとを有する。一つの移載台７１は曲線部４Ｂに位置して配置されている。この移載台７１は、例えば、この搬送システムの外部に対して、素材または製品となるワークＷを受け渡す台であり、走行体３によりワークＷの搬入、または搬出が行われる。
【００２５】
搬送装置１の走行体３を除く部分である搬送装置本体は、図２に示すように、走行ガイド４の直線部４Ａおよび曲線部４Ｂをそれぞれ備える直線部走行ガイドユニット１Ａと曲線部走行ガイドユニット１Ｂとにユニット化して分割し、任意のユニットを順次連結して構成される。
【００２６】
図３に示すように、工作機械２は、図示の例では旋盤からなり、ベッド５１上に、主軸からなるワーク支持手段５２を支持する主軸台５３と、加工手段であるタレット型の刃物台５４とが設置されている。図示の工作機械２は、主軸台５３を前後（Ｚ方向）および左右（Ｘ方向）に移動自在に設置した主軸移動型の旋盤である。なお、主軸台５３をベッド５１に固定し、刃物台５４を前後，左右に移動させる刃物台移動型であっても良い。
【００２７】
図８に示すように、搬送装置１は、ワークＷを搬送する走行体３を、走行ガイド４に走行自在に設置したものであり、工作機械２のワーク支持手段５２に対してワークＷの受渡しを行う。走行ガイド４は、支柱１１により架設された水平なフレーム１２に、長手方向に沿って設けられている。支柱１１とフレーム１２の位置関係を、搬送システムの平面図である図４と正面図である図５に示している。
【００２８】
図８の走行体３には、搬送する物品であるワークＷを把持する把持手段であるチャック１９と、このチャック１９を移動させる移動機構２０が設けられている。移動機構２０は、走行体３に搭載されて走行方向（Ｘ方向）と直交する前後方向（Ｚ方向）に進退する前後移動台１６と、この前後移動台１６に昇降自在に設置された棒状の昇降体１７と、この昇降体１７の下端に設けられたワーク保持ヘッド１８とを有する。このワーク保持ヘッド１８に、前記チャック１９が２個設けられている。
【００２９】
２個のチャック１９は、下向きと正面向きとの間に、ワーク保持ヘッド１８内のチャック方向変換機構（図示せず）によって入替え可能とされている。前後移動台１６は、走行体３に設置されたモータ等の電動式の駆動源１６ａにより前後移動させられ、昇降体１７は前後移動台１６に設置されたモータ等の電動式の駆動源１７ａにより昇降駆動される。チャック１９は、ソレノイド等の電動式の駆動源１９ａで開閉駆動されて被搬送物Ｗを保持するチャック爪（図示せず）を有している。前記２個のチャック１９，１９の入替え動作は、モータ等の入替え用の駆動源（図示せず）により行われる。
【００３０】
図９に示すように、走行体３は、走行車輪２１（２１ｉ，２１ｏ）を有する走行体本体３Ａと、この走行体本体３Ａの下面に取付けられて前後移動台１６等の移動機構２０を設置した移動機構搭載台３Ｂとでなる。
【００３１】
図６に平面図で示すように、走行ガイド４は、互いに直角に配置された２つの直線部４Ａ，４Ａと、これら２つの直線部４Ａ間を繋ぐ円弧状の曲線部４Ｂとでなる。これら直線部４Ａおよび円弧状の曲線部４Ｂに渡って連続して、曲線部４Ｂにおける外径側および内径側にそれぞれ位置する互いに平行な内向きおよび外向きの外径側ガイド面４ｏおよび内径側ガイド面４ｉと、上下方向を向く一対の車輪ガイド面４ｕとが設けられている。車輪ガイド面４ｕは、外径側ガイド面４ｏおよび内径側ガイド面４ｉに沿ってそれぞれ設けられている。
【００３２】
図１１に断面図で示すように、図示の例では、外径側ガイド面４ｏおよび内径側ガイド面４ｉは、車輪ガイド面４ｕ上を転走する走行車輪２１ｉ，２１ｏよりも上方に位置している。走行体３の走行体本体３Ａには、走行車輪２１ｉ，２１ｏの他に、外径側ガイド面４ｏに案内される外径側ローラ２３、および内径側ガイド面４ｉに案内される内径側ローラ２４が、垂直軸心回りに回転自在に設置されている。
【００３３】
図１０（Ａ）〜（Ｄ）に走行体本体３Ａを示すように、外径側ローラ２３および内径側ローラ２４は、走行方向の前後に並んでそれぞれ３個以上設けられている。図示の例では、外径側ローラ２３は、走行体本体３Ａの前後端と中央とにそれぞれ配置されて、合計３つ設けられている。これら３個以上の外径側ローラ２３は、外径側ガイド面４ｏにおける前記曲線部４Ｂ（図６）となる部分の円弧形状に沿う円弧状に配置される。内径側ローラ２４は、内径側ガイド面４ｉの直線部４Ａとなる部分に沿う直線状に配置され、合計４個設けられている。内径側ローラ２４は、走行体本体３Ａの前後端の２箇所と、中央における走行車輪２１ｉの前後両側となる２箇所とに設けられている。台車本体３Ａの平面形状は、図示の例では、図１０（Ａ）に示すように、外径側の側縁が、外径側ガイド面４ｏの曲線部４Ｂとなる部分に沿う円弧状となる形状としているが、走行ガイド４と干渉を生じない形状であればよく、自由な形状に設計できる。
【００３４】
走行体本体３Ａにおける走行車輪２１ｉ，２１ｏは、前記両側２本の車輪ガイド面４ｕ上をそれぞれ転走するように、幅方向の両側にそれぞれ設けられている。外径側の走行車輪２１ｏは、走行体本体３Ａに対して垂直軸心Ｏ回りに方向転換自在に支持された可動車輪支持体２８に回転自在に設置してある。これら各可動車輪支持体２８には、外径側へ突出したレバー状の方向操作子２５が設けてあり、方向操作子２５の先端に、垂直軸心回りに回転自在なローラからなるカムフォロワ２５ａが設けられている。これら方向操作子２５の先端のカムフォロワ２５ａを案内するカム面２６（図１１）が、走行ガイド４に、走行方向に沿って全長に渡り設けてある。このカム面２６は、走行体３が曲線部４Ｂ（図６）に進入する箇所で、走行車輪２１ｏの方向を強制転換させるように設けられている。
【００３５】
図８において、走行体３の走行駆動は、同期形のリニアモータ５で行われる。リニアモータ５は、フレーム１２に設置された複数の個別モータ６と、１つの可動子７とでなる離散形リニアモータとされている。各個別モータ６は、それぞれが独立した１台のリニアモータの一次側の電機子として機能可能なものであって、走行体３の走行領域の全域に渡り、走行ガイド４に沿って間隔を開けて配列されている。可動子７は永久磁石からなり、走行体３に設置されている。リニアモータ５を駆動するモータ駆動装置は、各個別モータ６をそれぞれ駆動する複数の個別モータ駆動装置８と、これら複数の個別モータ駆動装置８に位置指令等を与える総括制御手段１０（後に図１７と共に説明する）とでなる。各個別モータ駆動装置８は、２台ずつ纏めて一つのモータ駆動回路部９とされ、各モータ駆動回路部９はフレーム１２上に設置されている。
【００３６】
図１３，図１４に示すように、各個別モータ６は、３相交流電流で駆動されるものであり、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）毎に一つの電極６Ｕ，６Ｖ，６Ｗを設けた３極の電機子とされる。これら電極６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの並び方向は、可動子７の移動方向Ｘとされる。各電極６Ｕ，６Ｖ，６Ｗは、それぞれコア６Ｕａ，６Ｖａ，６Ｗａと、コイル６Ｕｂ，６Ｖｂ，６Ｗｂとでなる。コア６Ｕａ，６Ｖａ，６Ｗａは、共通のコア基台部６ｄからくし歯状に突出したものである。複数配列される各個別モータ６は、互いに同じ構成のものであり、従って可動子走行方向の長さＡは、いずれも同じ長さとされている。なお、この例では個別モータ６の極数を３としたが、３に限らず、３の整数倍、例えば９極としても良い。可動子７は、永久磁石からなるＮ，Ｓの磁極を可動子基体７ａに移動方向Ｘに並べて複数設けたものである。Ｎ，Ｓの磁極対の数は任意に設計すれば良い。可動子７の長さＢは複数の個別モータ６に渡る長さとされる。
【００３７】
図１７において、前記統括制御手段１０は、上位制御手段から与えられた位置指令に応答して、各個別モータ６を駆動させる位置指令を、各個別モータ制御手段８に与える。すなわち、個々の個別モータ６の座標系に座標変換した位置指令を、駆動すべき個別モータ６の個別モータ制御手段８に与える。つまり、個別モータ制御手段８は、走行体３の走行制御を行う「走行制御手段」である。統括制御手段１０は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等のコンピュータおよびそのプログラムや、回路素子等によって構成される。
【００３８】
各個別モータ制御手段８は、モータ電流を個別モータ６に流す強電系のモータ駆動回路（図示せず）と、このモータ駆動回路を制御する弱電系の制御部（図示せず）とでなり、基板上に各回路素子を実装したものである。強電系のモータ駆動回路は、複数のスイッチング素子を設けたインバータ等からなり、駆動用の直流電源（図示せず）に接続されている。個別モータ制御手段８の前記弱電系の制御部、および統括制御手段１０は、マイクロコンピュータおよびそのプログラムや、回路素子等により構成される。
【００３９】
各個別モータ制御手段８は、位置、速度、および電流のフィードバック制御を、カスケード制御で行う機能を有する。位置フィードバックは、個別モータ６に対する可動子７の現在位置を検出するセンサ１５の検出値と位置指令の指令値との偏差に応じ、定められた位置ループゲインのフィードバック制御を行う。速度フィードバックは、センサ１５の位置検出値から微分により得た速度検出値を用いて行う。電流フィードバックは、個別モータ６に印加される駆動電流を電流検出器等の電流検出手段１４で検出して、電流検出値と電流指令値との偏差に応じた電流指令値を、定められ電流ループゲインを用いて生成し、モータ駆動電流を制御する。この電流制御部１３は、ベトクル制御等で制御するものであり、可動子７の磁極位置に対応して電流制御を行う機能を有している。
【００４０】
図１５に示すように、センサ１５はリニアスケールであって、個別モータ６のコイル並び方向となる直線方向に沿って設けられ、個別モータ６よりも若干長い範囲で位置検出が可能なものとされる。センサ１５は、具体的には、図１６に示すように、長さ方向に複数のセンサ素子１５ａを並べて配置したものであり、各センサ素子１５ａは、可動子７の磁力を検出する磁気センサ素子からなる。各センサ素子１５ａは、具体的には、各可動子７の磁極対の７Ｐの磁極位置を検出する。すなわち、磁極対７Ｐの長さｔｐ毎に、一つＮ側およびＳ側のピークが生じる磁力が発生するが、そのＮ側またはＳ側のピーク位置を検出することで、磁極位置を検出する。また、センサ１５は、各センサ素子１５ａの出力から、可動子７の位置となる一つの位置検出値を出力する。なお、センサ１５は、単に位置を検出する位置センサとして、磁極センサは、センサ１５とは別に設けても、またセンサ１５のセンサ素子１５ａのうちの特定の一つを、磁極による電流検出用の磁極センサとして用いても良い。
【００４１】
なお、上記の説明では、可動子７の磁極位置を直接に検出するように説明したが、直線に検出するには、センサ１５の配置が困難である。そこで、この実施形態では、図７および図１２に示すように、走行体３に可動子７の側方に位置して、走行方向の磁極位置が可動子７の各磁極と同じとなるように、複数の位置検出用磁石２９を設けている。センサ１５は、この位置検出用磁石２９を検出することで、可動子７の磁極位置を検出する。
【００４２】
図１７において、個別モータ６と、個別モータ制御手段８と、センサ１５とで、１組の個別モータ組６Ａが構成される。この個別モータ組６Ａが、図８のように、走行ガイド４に沿ってフレーム１２に設置される。図７のように、走行ガイド４の曲線部４Ｂにおいても、直線部４Ａと同様に個別モータ組６Ａが設置される。曲線部４Ｂの個別モータ組６Ａでは、個別モータ制御手段８（図１７）は、センサ１５の検出値を曲線に応じて補正する機能を有している。
【００４３】
図９に示すように、走行体３には、前述のように、ワークＷの把持手段となるチャック１９、およびこのチャック１９を走行体３の走行方向とは異なる方向となる前後方向および上下方向に移動させる移動機構２０を搭載している。この移動機構２０およびチャック１９の各駆動源１６ａ，１７ａ，１９ａ（図８）は電動式であり、これら駆動源への給電は、非接触給電装置４１により行われる。
【００４４】
非接触給電装置４１は、図１２に示すように、走行ガイド４に沿って設けられた各極の一次側の配線４２ａからなる給電手段４２と、走行体３に設けられて配線４２ａに沿って近接状態を保って移動する二次側のコイルからなる受電手段４３とで構成される。配線４２ａは、配線支持具４４で支持されている。配線支持具４４は、走行ガイド４を設けたフレーム１２、またはフレーム１２を支持する支柱１１に設置される。各層のコイルからなる受電手段４３は、可動側支持具４５を介して走行体３に支持される。受電手段４３となる各層のコイルは、前記移動機構２０の駆動源１６ａ，１７ａ，１９ａに接続されている。給電手段４２の配線４２ａは、可動側支持具４５が通るスリット４６ａを有するカバー４６で覆われている。なお、受電手段４３で受電する電流は、誘起電流による交流電流であるため、前記個別モータ制御手段８には、交流電流を整流する整流回路（図示せず）を有し、この整流回路が、前記インバータに対する直流電源となる。
【００４５】
また、図９に示すように、走行体３には、無線通信手段４７が搭載され、この無線通信手段４７により通信された信号により、前記チャック１９や、移動機構２０の各電動式の駆動源１６ａ，１７ａ，１９ａの制御を行う指令伝達手段４８が、走行体３に搭載されている。指令伝達手段４８は、単に無線通信手段４７と駆動源１６ａ，１７ａ，１９ａとの間で信号の伝達を行う配線であってもよい。また、指令伝達手段４８は、駆動の指令の他に、走行体３に設けられた各種センサ類（図示せず）の信号を前記無線通信手段４７へ送る配線を含む。走行体３上の無線通信手段４７は、この搬送システムの全体を制御する制御装置４９に設けられた無線通信手段４９ａとの間で通信される。なお、走行体３に搭載する各駆動源は、全て電動式とし、地上側とを繋ぐ配線，配管類は全て無くす。
【００４６】
上記構成の搬送システムによると、走行体３の駆動に、走行ガイド４に沿って配列された個別モータ６と、走行体３に設置された二次側の可動子７とでなるリニアモータ５を用いたため、走行体３を走行ガイド４の曲線部４Ｂにおいても精度良く位置決めできる。そのため、曲線部４Ｂに位置して、走行体３に対するワークＷの受渡し手段となる移載台７１を設けながら、精度の良い停止位置決めによって、ワークＷの確実な受け渡しを行うことができるとともに、またワーク姿勢，把持位置等が適切となる。このように走行経路の曲線部４ＢをワークＷの受渡しに利用することで、工場内の各種機器の配置の制限が緩和され、限られた工場内の床面積を効果的に利用することができる。
【００４７】
曲線部４Ｂでは、走行体の僅かな停止位置の違いがワークの方向に影響するため、高精度な加工を要する工作機械２を配置する場合、特に精度良く設計する必要があるが、より精度の良い停止位置決めが行える直線部４Ａに工作機械２を配置し、曲線部４Ｂには移載台７１を配置することで、各部に必要な位置決め精度を満足しながら、曲線部４Ｂを機器配置に効率的に利用することができる。
【００４８】
また、走行体３は、チャック１９やこのチャック１９を移動させる移動機構２０を有しているが、非接触給電装置４１で給電するようにしたため、走行体３に二次側の可動子７を設けたリニアモータ５で駆動する構成と相まって、駆動電力供給用のケーブル配線が不要となる。そのため、走行体３と地上部との間における給電のためのケーブルを無くし、搬送経路のより自由な配置が可能となる。さらに、この実施形態では、走行体３に無線通信手段４７を搭載し、この無線通信手段４７により通信された信号によりチャック１９や移動機構２０の制御を行うようにしている。このように、非接触給電に加えて、無線通信手段４７で制御のための信号送受を行うことで、制御指令の伝達系を含めて、走行体３と地上部との間における配線を全く不要とすることができる。そのため、搬送経路のより自由な配置を可能とできる。
【００４９】
また、走行体３の走行駆動にリニアモータ５を用いており、このリニアモータ５は、二次側の可動子７が、走行方向にＮ，Ｓの磁極が交互に配列された永久磁石であり、この可動子７の磁極を検出し、または可動子７の磁極と同じ配列で走行体に設けられた検出用の磁石２９の磁極を検出するセンサ１５を設けている。この磁極を検出するセンサ１５の出力で走行体３の位置決め制御を行っている。そのため、より一層精度の良い位置決め制御が行え、曲線部４Ｂにおいても高い精度で位置決めすることができる。そのため、曲線部４Ｂにおける移載台７１等に対するワークＷの受渡しを、より確実に、かつより適切な角度で行える。
【００５０】
図１８〜図２３は、それぞれ、この発明の第２〜第９の実施形態を示す。図１８の第２の実施形態では、走行ガイド４を３つの直線部４Ａと、隣り合う直線部４Ａを繋ぐ２つの曲線部４Ｂとを有するＵ字形に設けている。各直線部４Ａの位置に工作機械２を配置し、一つの曲線部４Ｂの位置に移載台７１を配置している。中央の直線部４Ａには、走行方向に並べて工作機械２を２台設置している。その他の構成は、図１〜図１７と共に前述した第１の実施形態と同様である。
【００５１】
図１９の第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、走行ガイド４が２つの直線部４Ａと一つの曲線部４Ｂからなるが、曲線部４Ｂの位置に、搬送装置１とワークの受渡しを行う工作機械２を配置している。また、片方の直線部４Ａには工作機械２を２台並べて設置している。走行体３は、共通の走行ガイド４に２台設置している。図８等と共に前述したように、走行体３を走行駆動する駆動源は、それぞれが独立した１台のリニアモータの一次側の電機子として機能可能な電機子からなる複数の個別モータ６と、走行体３に設置された二次側の可動子７とでなるリニアモータ５であるため、従来の各走行体に回転形の走行用モータを搭載するものと異なり、一次側の個別モータ６を複数台の可動子７の駆動に共通して使用できて、走行体３には永久磁石等の可動子７を設けるだけで良く、簡単な構成で走行体３の台数を増やすことができる。その他の構成，効果は、第１の実施形態と同様である。
【００５２】
図２０の第４の実施形態では、走行ガイド４を正方形状の環状としている。すなわち、４つの同じ長さの直線部４Ａと、隣り合う直線部４Ａを繋ぐ４つの曲線部４Ｂとで環状の走行ガイド４を構成している。３つの直線部４Ａの位置に工作機械２を配置し、残り一つの直線部４Ａに移載台７２を設置している。いずれかの曲線部４Ｂには他の移載台（図示せず）を設置している。前記リニアモータ５と、非接触給電装置４１と、無線通信手段４７による制御とを組み合わせることで、走行体３と地上側とを繋ぐ配線が全く不要となる。そのため、配線上の問題を生じることなく、このような環状の走行ガイド４が実現できる。その他の構成，効果は、第１の実施形態と同様である。
【００５３】
図２１の第５の実施形態では、図２０の例第４の実施形態と同様に、走行ガイド４を環状としているが、第５の実施形態では矩形状の環状とし、長い辺の各直線部４Ａの位置に２台に工作機械２を配置し、短い辺の直線部４Ａの位置に１台の工作機械１を配置している。また、一つ走行ガイド４に３台の走行体３を設置し、それぞれ独立して走行や他の動作が可能としてある。その他の構成は、図２０の第４の実施形態と同様である。
【００５４】
図２２の第６の実施形態は、図２０の例第４の実施形態と同様な環状の搬送システムを２つ並べて設け、一つの移載台７３を、両方の搬送システムにおける走行ガイド４の直線部４Ａの位置に渡って設けている。移載台７３は、コンベアで構成され、またはパレットを周回させる装置で構成される。この場合、両搬送システム間にワークの受渡しが行える。その他の構成，効果は、図２０の第４の実施形態と同様である。
【００５５】
図２３（Ａ）の第７の実施形態は、走行ガイド４を円環状として円弧状の曲線状部分のみからなるものとした例であり、図２３（Ｂ）の第８の実施形態は、走行ガイド４をＳ字状として円弧状の曲線状部分のみからなるものとした例である。図２３（Ｃ）の第９の実施形態は、走行ガイド４を全長に渡り直線状として直線部分のみからなるものとし、かつ共通の走行ガイド４に複数台の走行体３を設置した例である。図２３（Ａ）〜（Ｃ）の各例のように走行ガイド４を構成した場合も、前述と同様な各作用，効果が得られる。図２３（Ａ）〜（Ｃ）の各例における、その他の構成，効果は、図２０の第４の実施形態と同様である。
【００５６】
なお、上記各実施形態では、非接触給電装置４１を設けたが、非接触給電装置４１の代わりにトロリーシステム（図示せず）を用いて給電を行うようにしても良い。また、上記各実施形態では、工作機械２に対するワークＷの搬送に適用した場合につき説明したが、この発明は、産業機械や物流機械における物品の搬送にも適用することができる。走行ガイド４に設置する走行体３の台数は、前記各実施形態では、１〜３台を設けた例につき説明したが、４台以上設置することも可能である。
【００５７】
また、この発明とは異なるが、走行ガイド４の曲線部４Ｂは、受け渡し手段を設けずに、単に走行に用いることもできる。さらに、走行ガイド４を直線部４Ａだけとした場合にも、非接触給電や無線通信で制御することにより利点が得られる。
【００５８】
以上のとおり、図面を参照しながらこの発明の好適な実施形態を説明したが、この発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものもこの発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１  搬送装置
２  工作機械
３  走行体
３Ａ  走行体本体
４  走行ガイド
４Ａ  直線部
４Ｂ  曲線部
４ｕ  車輪ガイド面
５  リニアモータ
６  個別モータ（電機子）
６Ｕ，６Ｖ，６Ｗ  電極
７  可動子
８  個別モータ駆動装置手段（走行制御手段）
１０  総括制御手段
１２  フレーム
１４  電流検出手段
１５  センサ（磁極センサ）
１５ａ  センサ素子
１６  前後移動台
１６ａ，１７ａ，１９ａ  駆動源
１７  昇降体
１８  ワーク保持ヘッド
１９  チャック（把持手段）
２０  移動機構
２１（２１ｉ，２１ｏ）  走行車輪
２９  位置検出用磁石
４１  非接触給電装置
４２  給電手段
４３  受電手段
４７  無線通信手段
４８  指令伝達手段
４９  制御装置
４９ａ  無線通信手段
Ｗ  ワーク（物品）
【図１】
2012056838.tif 000003
【図２】
2012056838.tif 000004
【図３】
2012056838.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012056838.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012056838.tif 000009
【図８】
2012056838.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2012056838.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2012056838.tif 000016
【図１５】
2012056838.tif 000017
【図１６】
2012056838.tif 000018
【図１７】
2012056838.tif 000019
【図１８】
2012056838.tif 000020
【図１９】
2012056838.tif 000021
【図２０】
2012056838.tif 000022
【図２１】
2012056838.tif 000023
【図２２】
2012056838.tif 000024
【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月23日(2013.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を搬送する走行体を、走行ガイドに沿って走行自在に設置した搬送システムであって、
前記走行体を走行駆動する駆動源がリニアモータであり、このリニアモータは、走行ガイドに沿って配列されてそれぞれが独立した複数の一次側の電機子と、前記走行体に設置された二次側の可動子とでなり、前記走行ガイドは少なくとも曲線部を有し、前記走行体は前記曲線部を走行可能とし、
前記リニアモータの前記各電機子は、前記走行体の走行領域の全域に渡って、互いに間隔を開けて配列されている搬送システム。
【請求項２】
前記走行体は、前記走行ガイドに位置した物品搬入先に物品を渡す請求項１記載の搬送システム。
【請求項３】
前記走行体は、前記走行ガイドに沿って設けた工作機械に物品を渡す請求項１または請求項２記載の搬送システム。
【請求項４】
前記一次側の電機子は、走行ガイドの前記曲線部に沿って複数並べて配置される請求項１から３のいずれか一項に記載の搬送システム。
【請求項５】
前記走行体が、前記ワークの把持手段、およびこの把持手段を前記走行体の走行方向とは異なる方向に移動させる移動機構を有し、前記走行ガイドに沿って設けられた給電手段から前記走行体に設けられた受電手段に対して非接触で給電する非接触給電装置を設け、前記把持手段および移動機構の駆動源となる電動式の駆動源を、前記走行体の前記受電手段に接続した請求項１から４のいずれか一項に記載の搬送システム。
【請求項６】
前記走行体に、無線通信手段を搭載し、この無線通信手段により通信された信号により前記把持手段および移動機構の駆動源の制御を行う指令伝達手段を前記走行体に搭載した請求項５記載の搬送システム。
【請求項７】
前記二次側の可動子が、走行方向にＮ，Ｓの磁極が交互に配列された永久磁石であり、
この可動子の磁極を検出し、または前記可動子の磁極と同じ配列で走行体に設けられた検出用の磁石の磁極を検出する磁極センサを前記走行ガイドに設け、前記磁極センサの検出信号を用いて前記走行体の走行制御を行う走行制御手段を設けた請求項１から６のいずれか一項に記載の搬送システム。
【請求項８】
前記走行ガイドに前記走行体を複数台設置可能とした請求項１から７のいずれか一項に記載の搬送システム。
【請求項９】
物品を搬送する走行体を、走行ガイドに沿って走行自在に設置した搬送システムであって、
前記走行体を走行駆動する駆動源がリニアモータであり、このリニアモータは、走行ガイドに沿って配列されてそれぞれが独立した複数の一次側の電機子と、前記走行体に設置された二次側の可動子とでなり、
前記走行ガイドに前記走行体を複数台設置可能とした搬送システム。
【国際調査報告】
2012056838.tif 000026
2012056838.tif 000027
2012056838.tif 000028
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