(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互に磁極を異ならせて配置した複数の永久磁石からなる可動子と、上記可動子に対向した位置に設けられるとともに複数のコイルからなる複数の固定子と、隣接した固定子の間に設けられて上記可動子の永久磁石の磁界を検出するホール素子と、上記ホール素子が検出した磁界に基づいて可動子の位置を認識する制御手段とを備えたリニア搬送装置において、
上記可動子における先頭の永久磁石よりも搬送方向後方に検出片を設けるとともに、当該検出片を検出するセンサを上記可動子の搬送経路上に設け、
上記制御手段は、上記ホール素子が検出した可動子の先頭の永久磁石の磁界に基づいて可動子の位置を認識すると、当該認識した可動子の位置を仮位置とし、さらに上記センサが上記検出片を検出すると、当該センサが検出片を検出した位置を可動子の実位置として上記仮位置から置き換え、当該可動子の実位置を基準に可動子の位置を認識することを特徴とするリニア搬送装置。
【請求項２】
制御手段は、ホール素子が可動子の先頭の永久磁石を検出すると、上記固定子のコイルを制御して可動子を減速させ、さらに上記センサが検出片を検出してから可動子を所定の停止位置に停止させることを特徴とする請求項１に記載のリニア搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリニア搬送装置に関し、詳しくはホール素子が検出した可動子の永久磁石の磁界により当該可動子の位置を認識するリニア搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交互に磁極を異ならせて配置した複数の永久磁石からなる可動子と、上記可動子に対向した位置に設けられるとともに複数のコイルからなる複数の固定子と、隣接した固定子の間に設けられて上記可動子の永久磁石の磁界を検出するホール素子とを備えたリニア搬送装置が知られている（特許文献１）。
このようなリニア搬送装置では、上記ホール素子が検出した磁界に基づいて可動子の位置を認識するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３０７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の可動子における、それぞれ搬送方向先頭に設けられた永久磁石の磁界は、複数の永久磁石を整列させた部分の磁界に比べて、永久磁石の個体差や取り付け位置などによってばらつきがある。
このため、上記先頭に設けた永久磁石の磁界に基づいて可動子の位置を認識しても、その認識した位置に誤差が発生し、例えばすべての可動子を所定の停止位置に高精度に停止させることができないという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は可動子の位置を高精度に認識することが可能なリニア搬送手段を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち請求項１の発明は、交互に磁極を異ならせて配置した複数の永久磁石からなる可動子と、上記可動子に対向した位置に設けられるとともに複数のコイルからなる複数の固定子と、隣接した固定子の間に設けられて上記可動子の永久磁石の磁界を検出するホール素子と、上記ホール素子が検出した磁界に基づいて可動子の位置を認識する制御手段とを備えたリニア搬送装置において、
上記可動子における先頭の永久磁石よりも搬送方向後方に検出片を設けるとともに、当該検出片を検出するセンサを上記可動子の搬送経路上に設け、
上記制御手段は、上記ホール素子が検出した可動子の先頭の永久磁石の磁界に基づいて可動子の位置を認識すると、当該認識した可動子の位置を仮位置とし、さらに上記センサが上記検出片を検出すると、当該センサが検出片を検出した位置を可動子の実位置として上記仮位置から置き換え、当該可動子の実位置を基準に可動子の位置を認識することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
上記発明によれば、可動子に検出片を設けるとともに、この検出片を上記センサによって検出することで、磁界に基づいて認識した可動子の仮位置を、センサが検出片を検出した位置である可動子の実位置として置き換えるため、実際のセンサの位置に基づいて可動子の位置を高精度に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施例にかかる充填装置およびリニア搬送装置を示す断面図。
【図２】リニア搬送装置を説明する図であって、（ａ）は平面図を、（ｂ）は側面図をそれぞれ示す。
【図３】可動子を停止させる際の制御を説明するグラフであり、（ａ）は速度と時間、（ｂ）は距離と時間との関係をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図示実施例について説明すると、図１はボトル１に液体を充填する充填装置２と、この充填装置２にボトル１を搬送するリニア搬送装置３とを示す断面図となっており、これら充填装置２およびリニア搬送装置３は図示しない制御手段によって制御されるようになっている。
上記充填装置２は、上記ボトル１の口部に挿入される充填ノズル２ａを備え、該充填ノズル２ａは図示しない昇降手段によって昇降可能に設けられている。また充填ノズル２ａの外径は上記ボトル１の口部の内径より若干小径に製造されている。
上記リニア搬送装置３は、上記ボトル１を上記充填装置２における充填ノズル２ａの下方に搬送するようになっているが、上記充填ノズル２ａがボトル１の口部に接触しないよう、ボトル１を各充填ノズル２ａの下方に高精度に停止させる必要がある。
なお、上記充填装置２自体は従来公知であるため、詳細な説明については省略するものとする。
【０００９】
上記リニア搬送装置３は、その上面でボトル１を支持する複数のキャリア１１と、該キャリア１１を搬送方向に移動させる搬送レール１２と、上記キャリア１１の下面に固定された可動子１３と、上記搬送レール１２に設けられて上記可動子１３を駆動する複数の固定子１４とを備えている。
上記キャリア１１は上記充填装置２における充填ノズル２ａの数に合わせて搬送方向に複数のボトル１を支持し、また図１に示すようにキャリア１１の両側には案内ローラ１１ａが設けられている。
上記搬送レール１２は、キャリア１１の搬送経路に沿って設けられたベース１５と、該ベース１５の両側に設けられた側壁１６とから構成され、上記側壁１６の内側の側面には上記キャリア１１に設けられた案内ローラ１１ａをガイドする案内溝１６ａが形成されている。
このように、上記キャリア１１に設けた案内ローラ１１ａを上記側壁１６の内側に形成した案内溝１６ａによって案内することで、上記可動子１３と固定子１４との間に若干の隙間が形成されている。
【００１０】
図２は上記リニア搬送装置３における固定子１４および可動子１３について詳細に説明する図を示し、図２（ａ）は平面図を、図２（ｂ）は側面図をそれぞれ示している。この図２においてキャリア１１は図示右方から左方に移動するようになっている。
上記可動子１３は、上記キャリア１１の下面に交互に磁極を異ならせて配置した複数の永久磁石１３ａから構成されており、これら永久磁石１３ａは少なくとも隣接する２つの固定子１４と固定子１４との距離と同じ長さで整列している。
上記固定子１４は、それぞれ上記ベース１５の上面に上記キャリア１１の搬送方向に沿って複数設けられるとともに、上記可動子１３と対向した位置に設けられており、隣接する固定子１４と固定子１４とは所定距離ずつ離隔している。
また各固定子１４はそれぞれ複数のコイル１４ａによって構成され、上記制御手段が各コイル１４ａを制御することにより、隣接するコイル１４ａの磁極が交互に変更されるようになっている。
【００１１】
そして、隣接した固定子１４の間には、上記可動子１３の永久磁石１３ａの磁界を検出するホール素子１７が設けられており、本実施例では各ホール素子１７を各固定子１４に対してキャリア１１の搬送方向下流側に隣接した位置に設けている。
上記ホール素子１７は、上記可動子１３における永久磁石１３ａの磁界を検出すると上記制御手段に送信するようになっており、制御手段は上記ホール素子１７が検出した磁界により可動子１３の位置を認識するようになっている。
【００１２】
上記制御手段は、上記固定子１４における各コイル１４ａの磁極を交互に変更し、これによりフレミングの左手の法則に基づき、可動子１３が搬送方向に移動するようになっている。
上記可動子１３が移動してホール素子１７を通過する際、ホール素子１７は可動子１３の永久磁石１３ａの磁界を検出し、上記制御手段はこのホール素子１７が検出した磁界に基づいて各可動子１３の位置を認識するようになっている。
具体的には、上記可動子１３の位置は、当該可動子１３における搬送方向先頭に位置する永久磁石１３ａの磁界を上記ホール素子１７が検出すると、制御手段は当該ホール素子１７の設けられた位置を基準に、可動子１３の位置を認識するようになっている。
【００１３】
このような上記可動子１３および固定子１４を備え、かつ上記ホール素子１７が磁界を検出することで可動子１３の位置を認識するリニア搬送装置３は従来公知であり、上記構成であっても可動子１３の位置の制御を行うことは可能であった。
しかしながら、本実施例のように充填装置２にボトル１を搬送する場合、キャリア１１の停止位置がずれてボトル１と充填ノズル２ａとの位置がずれてしまうと、充填ノズル２ａをボトル１に挿入できない恐れや充填ノズル２ａがボトル１に接触してしまうという問題が発生するおそれがある。
このため、より高精度に可動子１３の位置を認識し、また高精度に停止位置に停止させる必要があるが、上述したように上記ホール素子１７によって可動子１３の永久磁石１３ａの磁界を検出するだけでは、各可動子１３の実際の位置を高精度に認識できなかった。
それは、複数のキャリア１１におけるそれぞれの可動子１３において、永久磁石１３ａが隣接している部分の磁界は一定であるものの、永久磁石１３ａの個体差や取り付け精度のばらつき等のため、先頭に位置する端部の永久磁石１３ａが発生させる磁界にばらつきが発生するからである。
その結果、例えばキャリア１１自体は同じ位置に位置しているものの、各可動子１３における先頭の永久磁石１３ａの磁界が上記ホール素子１７によって検出されるタイミングがずれるため、各可動子１３とホール素子１７との距離を比較した場合に、これらの間に僅かながら誤差が発生することとなる。
この各可動子１３とホール素子１７との距離の誤差が、上記制御手段が認識する可動子１３の位置の誤差となり、その後制御手段がホール素子１７の設けられた位置に基づいて可動子１３を停止させようとしても、上記誤差がそのまま停止位置の誤差となってしまう。
【００１４】
このような問題に対し、本実施例のリニア搬送装置３は、上記可動子１３の位置を高精度に認識するため、上記キャリア１１に検出片１８を設けるとともに、可動子１３の搬送経路上の上記搬送レール１２には当該検出片１８を検出するセンサ１９を設けている。
上記検出片１８は、図１に示すように上記キャリア１１から側方に突出しており、この検出片１８は図２（ａ）に示すように可動子１３における先頭の永久磁石１３ａよりも搬送方向後方に設けられ、ここではキャリア１１における搬送方向略中央に設けられている。
上記センサ１９は上記検出片１８を検出するための近接センサであって、図１に示すように上記側壁１６の側方に設けたステー２０に固定されるとともに、停止位置近傍に設けられたホール素子１７に対して搬送方向上流側に設けられている。
さらに上記検出片１８およびセンサ１９の位置関係は、移動する可動子１３が上記停止位置に停止する際に、可動子１３における先頭の永久磁石１３ａの磁界が上記ホール素子１７に検出された後、上記センサ１９が検出片１８を検出するように設定されている。
【００１５】
次に、上記検出片１８およびセンサ１９を備えたリニア搬送装置３の動作について、図３のグラフを用いて説明する。ここで図３（ａ）は横軸に経過時間を、縦軸に可動子１３の速度を示し、図３（ｂ）は横軸に経過時間を、縦軸に可動子１３の移動距離を示している。
まず、一定速度で移動する可動子１３が停止位置に接近すると、該可動子１３における先頭の永久磁石１３ａが停止位置近傍に設けられたホール素子１７に接近し、当該先頭の永久磁石１３ａの磁界がホール素子１７に検出される（ｔ０）。
このようにホール素子１７が先頭の永久磁石１３ａの磁界を検出すると、制御手段はホール素子１７の設けられた位置に基づいて当該可動子１３の位置を認識し、制御手段はこの磁界に基づいて認識した可動子１３の位置を、当該可動子１３の仮位置として認識する。
続いて、この先頭の永久磁石１３ａの磁界がホール素子１７に検出された時間ｔ０から所定時間経過し、キャリア１１が所定距離進むと、制御手段は固定子１４のコイル１４ａを制御して所定の減速度により上記可動子１３を減速させてゆく（ｔ１）。
【００１６】
ここで、上述したように可動子１３における先頭の永久磁石１３ａの磁界にはばらつきがあるため、可動子１３の実際の実位置に対して、制御手段が認識した可動子１３の仮位置には誤差が生じている。
図３（ｂ）では、制御手段が認識している上記可動子１３の仮位置を実線からなる曲線で示し、可動子１３の実位置を２点鎖線からなる曲線で示しており、上記実位置を示す曲線は仮位置を示す曲線に対して平行に移動したものとなる。
ここで、制御手段がｔ１から可動子１３を減速させる間も、上記ホール素子１７は可動子１３の永久磁石１３ａの磁界を検出し、制御手段はこの検出された磁界から当該可動子１３の仮位置を継続して認識している。
【００１７】
その後、可動子１３が減速しながら移動すると、上記キャリア１１に設けた検出片１８が上記センサ１９によって検出され、制御手段は当該センサ１９が検出片１８を検出した位置を可動子１３の実位置として上記可動子１３の仮位置から置き換える（ｔ２）。
つまり、上記センサ１９の上記停止位置に対する距離は予め測定されていることから、上記センサ１９が検出片１８を検出することで、可動子１３の停止位置までの正確な距離が判明するため、これにより可動子１３の実位置を高精度に認識することができる。
換言すると図３（ｂ）において、制御手段はｔ２まで実線で示す仮位置に基づいて可動子１３の位置を認識しているが、上記検出片１８がセンサ１９を通過することにより、制御手段は可動子１３の位置を上記２点鎖線で示す実位置のｔ２における位置として認識しなおすようになっている。
そして制御手段は、この可動子１３の実位置に基づいて、図３（ａ）に示すように所定の加速度で可動子１３を減速させ、可動子１３を所定の停止位置に停止させる（ｔ３）。
なお、上記制御手段が可動子１３の実位置を認識してから、可動子１３を停止位置に停止させるまでの間、上記可動子１３を構成する永久磁石１３ａの磁界は、複数の永久磁石１３ａが整列していることから安定しており、上記ホール素子１７によって可動子１３の位置を正確に認識することができるため、高精度に停止位置に停止させることが可能となっている。
【００１８】
その後制御手段は、上記制御をリニア搬送装置３におけるすべてのキャリア１１に設けた可動子１３について行い、これによりすべてのキャリア１１が同じ停止位置に停止し、該キャリア１１によって搬送されたボトル１を充填装置２の充填ノズル２ａに対して常時同じ位置に停止させることが可能となる。
このように本実施例によれば、上記可動子１３に検出片１８を設けるとともに、当該検出片１８を検出するセンサ１９を設けることで、上記可動子１３の位置を高精度に認識することが可能となっている。
このため、上記キャリア１１を高精度に停止位置に停止させることが可能となり、これにより上述したボトル１に充填ノズル２ａを挿入するような高精度な位置決めが要求される装置においても、物品の搬送を行うことが可能となっている。
なお上記実施例では、制御手段が可動子１３を減速させた後に、上記センサ１９が検出片１８を検出するような構成となっているが、上記センサ１９が検出片１８を検出してから、可動子１３を減速させる構成としても良い。
【符号の説明】
【００１９】
３  リニア搬送装置                １３  可動子
１３ａ  永久磁石                  １４  固定子
１４ａ  コイル                    １７  ホール素子
１８  検出片                      １９  センサ
【図１】
0005887821.tif 000002
【図２】
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【図３】
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