(57)【要約】【課題】簡単な構成で、駆動部や電源設備を大型化することなく、また、制御設備を複雑化、大型化することなく、推進力の変動が少なく、騒音や振動の少ないリニア駆動二次極およびリニア駆動機構を提供すること。【解決手段】所定の間隔で対峙するように固定的に配置される駆動部１２０が発生する磁界の移動により駆動されるリニア駆動二次極１１０であって、リニア駆動二次極１１０には磁性体で構成され先端面１１２が移動面に対して平行ではない面で形成された複数の突極１１１が設けられていること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線的に移動する磁界を発生可能な駆動コイルを備えた駆動部と所定の間隔で対峙し、該磁界の移動により駆動されるリニア駆動二次極であって、
該リニア駆動二次極が磁性体で構成された少なくとも１つの突極を備え、
該突極の駆動部に対峙する先端面が、移動面に対して平行ではない面で形成されていることを特徴とするリニア駆動二次極。
【請求項２】
前記突極の先端面が、前記移動体の移動方向の前方から後方に向かって駆動コイルに近づく面であることを特徴とする請求項１に記載のリニア駆動二次極。
【請求項３】
前記突極の先端面が、一定の傾斜角の平面であることを特徴とする請求項２に記載のリニア駆動二次極。
【請求項４】
直線的に移動する磁界を発生可能な駆動コイルを備えた駆動部と、前記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のリニア駆動二次極を備えた移動体とを有するリニア駆動機構であって、
前記駆動部が、前記移動体の移動経路に沿って間隔をおいて複数設けられていることを特徴とする記載のリニア駆動機構。
【請求項５】
前記移動体が、物品を把持、載置あるいは収容する搬送体であり、
該搬送体の移動経路に沿って物品を搬送する搬送装置に用いられることを特徴とする請求項４に記載のリニア駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する磁界を発生可能な駆動コイルを備え駆動部と所定の間隔で対峙し、該磁界の移動により駆動されるリニア駆動二次極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品を把持、載置あるいは収容する搬送体を有する搬送装置の駆動源として、搬送体である移動体をチェーンや歯車等の機械的な伝動手段を介して移動経路に沿って駆動する駆動部を有する駆動機構を採用したものが周知である。
これらの周知の駆動機構を採用した場合、機械的な伝動のため、騒音や振動が避けられず、また、機械的摺動部の潤滑や保護のために構造が複雑となり、また、伝動機構の障害を防ぐためのメンテナンスに多大な労力が必要であった。
そこで、このような搬送装置の駆動源として、移動体の移動経路に移動体と所定の間隔で対峙するように固定的に配置した駆動部が移動体の移動方向に移動する磁界を発生可能な駆動コイル（いわゆるリニアモータ）を備え、移動体に磁界の移動により駆動されるリニア駆動二次極を備えるリニア駆動装置を採用したものが知られている。
【０００３】
例えば、特開平１１−１５０８１０号公報（特許文献１）、特開平０８−２２５１４７号公報（特許文献２）等に示すようなトレイ式の搬送装置や、特開平２００５−１８７２０４号公報（特許文献３）等に示すような回転棚式の自動回転倉庫においては、移動体に良導電体からなるリニア駆動二次極を備え、その移動経路に沿って移動方向に移動する磁界を発生可能な駆動コイルを備えた駆動部が設けられている。
また、特開平２００４−２２９３９６号公報（特許文献４）等に示すような回転棚式の自動回転倉庫移動体に永久磁石からなるリニア駆動二次極を備え、その移動経路に沿って移動方向に移動する磁界を発生可能な駆動コイルを備えた駆動部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１５０８１０号公報
【特許文献２】特開平０８−２２５１４７号公報
【特許文献３】特開平２００５−１８７２０４号公報
【特許文献４】特開平２００４−２２９３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１乃至特許文献３等の移動体に良導電体のリニア駆動二次極を備えたものにおいては、駆動コイルによる移動磁界によって良導電体に誘導電流が発生し、当該誘導電流により発生する磁界と移動磁界から推進力を得る、いわゆる誘導モータの形態となるが、大きな推進力を得るためには駆動コイルによる移動磁界を大きなものとする必要があり、リニア駆動装置の駆動部が大型化するとともに、電源設備も大型化するという問題があった。
また、特許文献４等の移動体に永久磁石を有するリニア駆動二次極を備えたものにおいては、永久磁石の磁界と移動磁界から推進力を得る、いわゆる同期モータの形態となるが、極性によって吸引力と反発力が発生するため、それらの成分を考慮して駆動コイルの電流や磁界移動を制御する必要があり、制御設備が複雑化、大型化するという問題があった。
【０００６】
これらの問題を低減するために、移動体に磁性体からなる突極を有するリニア駆動二次極を備えることにより、誘導電流によらずに磁性体と移動磁界の吸引力から推進力を得る、いわゆるリラクタンスモータの形態とすることが考えられるが、磁性体と移動磁界から得られる推進力の変動が大きく、また、対峙する方向の吸引力成分が大きいため、大きな吸引力と推進力、吸引力の変動に伴って騒音や振動が大きくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡単な構成で、駆動部や電源設備を大型化することなく、また、制御設備を複雑化、大型化することなく、推進力の変動が少なく、騒音や振動の少ないリニア駆動二次極およびリニア駆動機構を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本請求項１に係る発明は、直線的に移動する磁界を発生可能な駆動コイルを備えた駆動部と所定の間隔で対峙し、該磁界の移動により駆動されるリニア駆動二次極であって、該リニア駆動二次極が磁性体で構成された少なくとも１つの突極を備え、該突極の駆動部に対峙する先端面が、移動面に対して平行ではない面で形成されていることにより、前記課題を解決するものである。
【０００９】
本請求項２に係る発明は、請求項１に係るリニア駆動二次極の構成に加え、前記突極の先端面が、前記移動体の移動方向の前方から後方に向かって駆動コイルに近づく面であることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項３に係る発明は、請求項２に係るリニア駆動二次極の構成に加え、前記突極の先端面が、一定の傾斜角の平面であることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項４に係る発明は、直線的に移動する磁界を発生可能な駆動コイルを備えた駆動部と、前記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のリニア駆動二次極を備えた移動体とを有するリニア駆動機構であって、前記駆動部が、前記移動体の移動経路に沿って間隔をおいて複数設けられていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項５に係る発明は、請求項４に係るリニア駆動機構の構成に加え、前記移動体が、物品を把持、載置あるいは収容する搬送体であり、該搬送体の移動経路に沿って物品を搬送する搬送装置に用いられることにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係るリニア駆動二次極によれば、磁性体で構成された少なくとも１つの突極を設けることにより、磁性体は移動磁界の磁極にかかわらず常に推進力を発生するため、移動磁界から大きな推進力を得ることが可能となり、駆動部や電源設備を小型化することが可能となるとともに、駆動コイルの電流や磁界移動の制御に際して、吸引力と反発力の両方の成分を考慮する必要がなく、制御設備を簡略化、小型化することが可能となる。
また、突極の駆動部に対峙する先端面が対峙する面に対して平行ではない面で形成されていることにより、吸引力が吸引方向成分と推進方向成分に分力されるため、推進方向成分により推進力が増加するとともに、推力の変動を平滑化することが可能となり、効率よく円滑な推進力を得ることが可能となる。
また、吸引方向成分も小さくなるとともに、移動に伴う変動も平滑化することで騒音や振動を抑制することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の構成によれば、突極の駆動部に対峙する先端面全体で吸引力の推進方向成分の分力を同一方向とすることが可能となり、移動方向が一方向のみの場合、さらに、推進力が増加するとともに変動を小さくすることが可能となる。
請求項３に記載の構成によれば、突極の先端面を一定の傾斜角の平面とすることにより、構造が簡素化されるとともに、吸引力の吸引方向成分と推進方向成分の分力の設計も容易となり、制御設備をさらに簡略化、小型化することが可能となる。
請求項４に係るリニア駆動機構によれば、移動体の移動経路が長い場合でも、個々の駆動部を大型化することなく、簡素な構造とすることが可能となる。
請求項５に記載の構成によれば、駆動部や電源設備を大型化することなく、また、制御設備を複雑化、大型化することなく、推進力の変動が少なく、騒音や振動の少ない搬送装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るリニア駆動二次極およびリニア駆動機構の概略説明図。
【図２】本発明の実施形態に係るリニア駆動機構の推進力を表すグラフ。
【図３】本発明の実施形態に係るリニア駆動機構の吸引力を表すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のリニア駆動二次極は、直線的に移動する磁界を発生可能な駆動コイルを備えた駆動部と所定の間隔で対峙し、該磁界の移動により駆動されるリニア駆動二次極であって、該リニア駆動二次極が磁性体で構成された少なくとも１つの突極を備え、該突極の駆動部に対峙する先端面が移動面に対して平行ではない面で形成され、簡単な構成で、駆動部や電源設備を大型化することなく、また、制御設備を複雑化、大型化することなく、推進力の変動が少なく、騒音や振動の少ないものであれば、その具体的な構成はいかなるものであってもよい。
【００１４】
本発明のリニア駆動二次極およびリニア駆動機構の概略を説明する。
リニア駆動機構１００は、図１に示すように、リニア駆動二次極１１０と、該リニア駆動二次極１１０の移動経路（図の左右方向）にリニア駆動二次極１１０と所定の間隔で対峙するように固定的に配置される駆動部１２０とを備えている。
リニア駆動二次極１１０は搬送装置等の移動体（図示せず）に取り付けられており、その移動経路が規定されている。
駆動部１２０は、リニア駆動二次極１１０の移動方向に移動する磁界を発生可能な駆動コイル１２１を備えており、駆動コイル１２１の発生する磁界を図の左方向に移動させることによりリニア駆動二次極１１０が駆動される。
駆動部１２０のリニア駆動二次極１１０の突極１１１と対峙する面（以下、駆動面１２２という）はリニア駆動二次極１１０の移動面に対して平行である。
リニア駆動二次極１１０には、駆動部１２０に近接して対峙する磁性体で構成された複数の突極１１１が設けられ、突極１１１の駆動部１２０に対峙する先端面１１２が、移動面に対して平行ではない面、すなわち、駆動面１２２とも平行ではない面で形成されている。
【００１５】
このように、突極１１１の先端面１１２が移動面および駆動面１２２と平行でない面で形成されていることで、駆動コイル１２１の磁界が先端面１１２に及ぼす磁力は図示の実線矢印で示すように移動方向に傾いた方向に働くため、点線矢印で示す、吸引力成分と推進力成分に分かれ、平行である場合に比べ吸引力が小さくなるとともに、推進力が働くこととなる。
また、リニア駆動二次極１１０が移動した際、突極１１１の先端面１１２が駆動コイル１２１の中心に近づくにつれて磁力も強くなるが、突極１１１の先端面１１２が駆動面１２２と平行でない面で形成されていることで、上述のように磁力が移動方向に傾いた方向に働くため、その変化も滑らかとなる。
【００１６】
なお、図１に示す概略図は、説明のために簡略化されたもので、具体的な形状、寸法、配置関係を正確に表すものではなく、駆動部１２０の形状、構造、リニア駆動二次極１１０の形状、構造、突極１１１の数、間隔、形状、寸法等は、必要に応じて適宜設計されるものである。
また、適用される搬送装置等の形態や移動経路に応じて、図１の上下逆の配置や、移動面が垂直や傾斜方向となるように配置されてもよい。
また、突極１１１にコイルを備えて誘導電流により磁極を発生させ、位置検出や正確な位置決め、速度制御等に応用してもよい。
【実施例】
【００１７】
以上のように構成されたリニア駆動機構１００の実施形態の、吸引力、推進力について、図２、図３に示す。
本実施形態では、駆動部１２０として、７極の駆動コイル１２１を有するものを用いた。
突極１１１は鉄製であり、リニア駆動二次極１１０のベースとなる鉄板から、移動方向の幅が１８ｍｍで、移動方向前方が２７ｍｍ、移動方向後方が３０ｍｍ下方に突出した形状で先端面１１２は平面である。
また、移動方向と垂直の方向（図１の裏表方向）の幅は、突極１１１、駆動コイル１２１の鉄心ともに６０ｍｍとし、駆動コイル１２１の鉄心と突極１１１の上下方向の間隔は３ｍｍに設定した。
なお、突極の移動方向前方、移動方向後方ともに３０ｍｍ下方に突出して先端面が駆動面と平行面であり、他は全て同一の条件のものを比較例とした。
【００１８】
図２に、本発明の実施形態と、平行面を持つものの推進力の変動の推移グラフを示す。
グラフに示す通り、本発明の実施形態では、平均的な推進力は若干低下するものの、推進力の変動は大幅に減少していることがわかる。
また、図３に、本発明の実施形態と、平行面を持つものの吸引力の変動の推移グラフを示す。
グラフに示す通り、本発明の実施形態では、吸引力自体が全体的に大幅に小さくなるとともに、その変動も大幅に減少していることがわかる。
【００１９】
このように、本発明によれば、リニア駆動二次極を磁性体で構成された少なくとも１つの突極を備え、リラクタンスモータの形態をとることで、誘導モータの形態のように大きな推進力を得るために駆動部や電源設備を大型化する必要はなく、同期モータの形態のように制御設備を複雑化、大型化する必要もない。
また、突極の先端面を移動面と平行ではない面とすることで、推進力をほとんど低下させることなく、吸引力を大幅に減少させ、それらの変動も大幅に減少することが可能となり、リラクタンスモータの形態の問題であった大きな吸引力と推進力、吸引力の変動に伴う振動や騒音を大幅に減少させることが可能となる。
【００２０】
また、突極の形状は極めて単純な形状であるため製造が容易であり、製造コストが増加することもない。
さらに、図１に示すように、突極１１１の先端面１１２を片側にのみ傾斜する面とすることで、リニア駆動二次極１１０を常に同一方向に駆動する搬送装置等に好適に使用できる。
なお、突極の先端面は必要に応じて平面ではなく曲面としてもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１００  ・・・  リニア駆動機構
１１０  ・・・  リニア駆動二次極
１１１  ・・・  突極
１１２  ・・・  先端面
１２０  ・・・  駆動部
１２１  ・・・  駆動コイル
１２２  ・・・  駆動面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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