(57)【要約】  直動装置は、固定子及び可動子を有するリニアモータと、リニアモータの可動子に設けられた複数の冷却手段と、複数の冷却手段のそれぞれについて、正常であるのか否かを検出する検出手段と、リニアモータの可動子の動作を所定の制御指標に応じて制御する制御手段とを備える。制御手段は、検出手段が少なくとも一つの冷却手段の異常を検出したときに、制御指標を変更するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直動装置であって、
固定子及び可動子を有するリニアモータと、
前記リニアモータの可動子に設けられた複数の冷却手段と、
前記複数の冷却手段のそれぞれについて、正常であるのか否かを検出する検出手段と、
前記リニアモータの可動子の動作を所定の制御指標に応じて制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検出手段が少なくとも一つの冷却手段の異常を検出したときに、前記制御指標を変更する、
直動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記制御指標として、前記可動子の最大加速度、最高速度及び最大減速度のなかの少なくとも一つを、小さくなるように変更する、請求項１に記載の直動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記制御指標として、前記可動子の最大加速度、最高速度及び最大減速度の全てを、小さくなるように変更する、請求項１に記載の直動装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記検出手段が第１所定数以上の冷却手段について異常を検出したときに、前記可動子の制御指標を変更する、請求項１から３のいずれか一項に記載の直動装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記検出手段が前記第１所定数よりも大きい第２所定数以上の冷却手段について異常を検出したときに、前記可動子の動作を禁止する、請求項４に記載の直動装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記検出手段が特定の一又は複数の冷却手段について異常を検出したときに、前記可動子の制御指標を変更する、請求項１から３のいずれか一項に記載の直動装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記複数の冷却手段の正常と異常の組み合わせ毎に、前記制御指標の変更の要否を記述する基準データを記憶する記憶手段を有し、前記検出手段による検出結果と、前記基準データに基づいて、前記可動子の制御指標を変更する、請求項６に記載の直動装置。
【請求項８】
前記検出手段による検出結果に基づいて、異常が生じている冷却手段を表示する表示手段をさらに備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の直動装置。
【請求項９】
前記制御手段が前記制御指標を変更したときに、その旨を表示する表示手段をさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の直動装置。
【請求項１０】
前記複数の冷却手段の各々は、冷却ファンを有する送風機である、請求項１から９のいずれか一項に記載の直動装置。
【請求項１１】
前記検出手段は、前記複数の冷却手段のそれぞれについて、前記冷却ファンの単位時間あたりの回転数を検出するセンサを有する、請求項１０に記載の直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示する技術は、リニアモータを有する直動装置に関し、特に、リニアモータの可動子に複数の冷却手段が設けられた直動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータを有する直動装置が、電子部品装着機（チップマウンタとも称される）といった生産装置や、その他の装置に広く採用されている。この種の直動装置では、リニアモータの可動子に、複数の冷却ファン（又は他の冷却手段）が設けられている。複数の冷却ファンは、主に、可動子に設けられた電磁コイルを冷却する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した直動装置において、冷却ファンが故障すると、電磁コイルが過熱して焼損するおそれがある。それを防止する一つの方策として、冷却ファンに異常が生じたときは、直動装置の動作を直ちに中止することが考えられる。しかしながら、例えば電子部品装着機といった生産装置において、直動装置の動作を直ちに中止してしまうと、生産装置が一連の生産動作の途中で停止することがある。この場合、生産途中であった半製品が無駄になったり、その後の復旧作業が面倒になるといった問題が生じる。【０００４】
上記の問題に関連して、特開２００２−１６３８７号公報には、電子部品装着機に用いられる冷却装置が記載されている。この冷却装置は、複数の冷却ファンを有しており、一つの冷却ファンに異常が生じた時に、他の冷却ファンの回転速度を高めるように構成されている。このような冷却装置は、直動装置においても採用することができ、それによって、冷却ファンに故障が生じたときでも、直動装置の動作を継続できると考えられる。【０００５】
しかしながら、直動装置の多くは、本来的に、冷却ファンの回転速度を制御する手段を有していない。そのため、特開２００２−１６３８７号公報に記載された技術を採用するためには、冷却ファンの回転速度を制御するための構成を新たに設ける必要があり、例えば、直動装置の生産コストを増大させるといった新たな問題が生じる。【０００６】
本明細書は、上記した問題を解決又は少なくとも低減する技術を提供するために、新規で有用な直動装置を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書で開示する技術では、複数の冷却手段の各々が正常であるのか否かを監視し、少なくとも一つの冷却手段に異常が生じたときは、可動子の制御に用いる制御指標を、可動子の発熱量が減少するように変更する。それにより、複数の冷却手段の一部又は全部に異常が生じたときでも、可動子の過熱を抑制しながら、可動子の動作を継続することができる。ここで、可動子の制御指標の典型例としては、例えば、可動子の可動子の最大加速度、最大減速度及び最高速度が挙げられる。【０００８】
上記した本技術に基づいて、新規で有用な直動装置が開示される。この直動装置は、固定子及び可動子を有するリニアモータと、リニアモータの可動子に設けられた複数の冷却手段と、複数の冷却装置のそれぞれについて、正常であるのか否かを検出する検出手段と、リニアモータの可動子の動作を所定の制御指標に応じて制御する制御手段とを備える。この制御手段は、検出手段が少なくとも一つの冷却手段の異常を検出したときに、前記制御指標を変更する。この場合、当該制御指標は、可動子における発熱量が減少するように、変更されることが好ましい。【０００９】
本技術の一実施形態では、前記制御指標として、可動子の最大加速度、最大減速度及び最高速度のなかの少なくとも一つを、小さくなるように変更することが好ましい。リニアモータでは、可動子の最大加速度、最大減速度及び最高速度の大きさに応じて、可動子における発熱量（特に、電磁コイルによる発熱量）は増大する。そのことから、一又は複数の冷却手段に異常が生じたときは、最大加速度、最大減速度及び最高速度のなかの少なくとも一つ（好ましくは全部）を小さくすることによって、可動子の過熱を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例の直動装置を模式的に示す平面図である。
【図２】図２は、実施例の直動装置を模式的に示す立面図である。
【図３】図３は、実施例の直動装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、サーボコントローラのメモリに記憶された制御指標の一例を示す。
【図５】図５は、サーボコントローラのメモリに記憶された基準データの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本技術の一実施形態において、制御手段は、検出手段が第１所定数以上の冷却手段について異常を検出したときに、可動子の制御指標を変更することが好ましい。ここで、第１所定数は、１、２、又はそれ以上の数であってもよく、例えば、各々の冷却手段の冷却能力に応じて定めるとよい。
【００１２】
本技術の一実施形態において、制御手段は、検出手段が前記第１所定数よりも大きい第２所定数以上の冷却手段について異常を検出したときに、前記可動子の動作を中止することが好ましい。このような構成によると、多くの冷却手段に異常が生じて、可動子の冷却能力が大幅に低下したときは、可動子の動作を中止することによって、可動子の過熱を確実に避けることができる。
【００１３】
本技術の一実施形態において、制御手段は、検出手段が特定の一又は複数の冷却装置について異常を検出したときに、可動子の制御指標を変更してもよい。このような構成は、複数の冷却手段が異なる冷却能力を有する場合に有効である。例えば、複数の冷却手段が、冷却能力が比較的に大きい主たる冷却手段と、冷却能力が比較的に小さい従たる冷却手段を含む場合に、主たる冷却手段に異常が生じたときは、複数の冷却手段による全体の冷却能力が大幅に減少する。このような場合に、制御手段は、可動子の過熱を防止するために、制御指標を変更することが好ましい。
【００１４】
本技術の一実施形態において、制御手段は、前記複数の冷却手段の正常と異常の組み合わせ毎に、制御指標の変更の要否を記述する基準データを記憶する記憶手段を有することが好ましい。この場合、制御手段は、検出手段による検出結果と、記憶手段に記憶された基準データに基づいて、可動子の制御指標を変更することが好ましい。このような構成によると、複数の冷却手段に生じた異常の態様に応じて、可動子の制御指標を適切に変更することができる。
【００１５】
本技術の一実施形態において、直動装置は、表示手段をさらに備えることが好ましい。この場合、表示手段は、検出手段による検出結果に基づいて、異常が生じた冷却手段を表示することが好ましい。あるいは、表示手段は、制御手段が制御指標を変更したときに、その旨を表示することが好ましい。
【００１６】
本技術の一実施形態において、複数の冷却手段の各々は、冷却ファンを有する送風機であることが好ましい。但し、冷却手段は、送風機に限定されず、例えば、冷却水を循環させるものであってもよい。
【００１７】
上記した実施形態では、検出手段が、複数の冷却手段のそれぞれについて、冷却ファンの単位時間あたりの回転数（言い換えると、回転速度又は回転周波数である。以下では、単に回転数という）を検出するセンサを有することが好ましい。このような構成によると、検出手段は、センサによって検出した回転数に基づいて、冷却手段が異常であるのか否かを決定することができる。
【実施例】
【００１８】
図面を参照して、実施例の直動装置１０について説明する。本実施例の直動装置１０は、電子部品装着機（チップマウンタとも称される）といった生産装置や、その他の装置において、アクチュエータとして採用することができる。図１、図２に示すように、直動装置１０は、固定子２０及び可動子３０を有するリニアモータ１２を備えており、リニアモータ１２によって駆動される直動装置である。【００１９】
リニアモータ１２の固定子２０は、可動子３０の移動経路に沿って、直線状に伸びている。固定子２０には、複数の永久磁石２２が設けられている。複数の永久磁石２２は、固定子２０の長手方向に沿って、一連に配置されている。なお、固定子２０は、長手方向に沿って湾曲するものであってもよい。【００２０】
リニアモータ１２の可動子３０は、固定子２０の長手方向に沿って、移動可能に支持されている。可動子３０には、電磁コイル３２と、温度センサ３４と、位置センサ３６が設けられている。電磁コイル３２には交流電流が通電され、それにより、可動子３０が固定子２０に沿って移動する。温度センサ３４は、電磁コイル３２の温度を検出する。本実施例における温度センサ３４は、特に限定されないが、サーミスタである。電磁コイル３２は、通電することによって発熱するので、電磁コイル３２の過熱を防止するために、温度センサ３４によって電磁コイル３２の温度が監視される。位置センサ３６は、固定子２０に対する可動子３０の位置を検出する。本実施例における位置センサ３６は、特に限定されないが、リニアスケールである。【００２１】
直動装置１０は、複数の冷却装置４１〜４４を備えている。複数の冷却装置４１〜４４は、可動子３０に設けられており、可動子３０（特に、電磁コイル３２）を冷却する。複数の冷却装置４１〜４４の数は特に限定されない。一例ではあるが、本実施例は、第１冷却装置４１と、第２冷却装置４２と、第３冷却装置４３と、第４冷却装置４４とを含む４つの冷却装置４１〜４４を備えている。各々の冷却装置４１〜４４は、冷却ファン４０を有する送風機である。一例ではあるが、第１及び第２冷却装置４１、４２は、可動子３０の内部から外部へ送風し、第３及び第４冷却装置４３、４４は、可動子３０の外部から内部へ送風する。【００２２】
図１、図２では図示されないが、第１〜第４冷却装置４１〜４４には、第１〜第４異常センサ５１〜５４が設けられている（図３参照）。第１異常センサ５１は、第１送風機４１が正常であるのか否かを検出するためのセンサである。同様に、第２〜第４異常センサ５２〜５４は、第２〜第４冷却装置４２〜４４が正常であるのか否かを検出するためのセンサである。異常センサ５１〜５４の具体的な構成は特に限定されない。一例であるが、本実施例における異常センサ５１〜５４は、冷却ファン４０の回転数を検出する回転数センサである。【００２３】
直動装置１０は、制御ユニット６０を備えている。制御ユニット６０は、直動装置１０の動作を制御する。制御ユニット６０は、電気ケーブル７０を介して、リニアモータ１２の可動子３０と電気的に接続されている。【００２４】
図３を参照して、直動装置１０の電気的な構成について説明する。図３に示すように、制御ユニット６０は、サーボコントローラ６２とサーボアンプ６６とを備えている。サーボコントローラ６２とサーボアンプ６６は、可動子３０の動作を制御する制御手段の一例である。サーボアンプ６６は、位置センサ３６と接続されている。サーボコントローラ６２は、外部からの指令に基づいて、可動子３０の目標とする運動を計算し、サーボアンプ６６へ教示する。サーボアンプ６６は、サーボコントローラ６２から教示された可動子３０の目標とする運動と、位置センサ３６によって検出された可動子３０の位置とに基づいて、可動子３０を制御する。具体的には、サーボアンプ６６は、可動子３０の目標とする運動と実際の運動との偏差に基づいて、電磁コイル３２に通電する電流の大きさ及び向きを制御する。【００２５】
サーボコントローラ６２は、メモリ６４を有している。メモリ６４は、可動子３０の制御に用いられる各種のデータが記憶されている。例えばメモリ６４には、可動子３０の制御指標が記憶されている。可動子３０の制御指標とは、可動子３０の制御において使用される指標であり、例えば、可動子３０の最大加速度、最高速度及び最大減速度である。サーボコントローラ６２及びサーボアンプ６６は、メモリ６４に記憶された制御指標に応じて、可動子３０の動作を制御する。それにより、可動子３０が移動するときの加速度、速度及び減速度は、メモリ６４に記憶された各々の最大値以下に制限され、それによって、例えば可動子３０（特に電磁コイル３２）の過熱が防止される。詳しくは後述するが、メモリ６４は、通常モード用の一組の制御指標と、制熱モード用の一組の制御指標とを含む、複数組の制御指標を記憶している。【００２６】
制御ユニット６０は、異常検出部６８を備えている。異常検出部６８は、第１〜第４異常センサ５１〜５４に接続されており、第１〜第４異常センサ５１〜５４からの出力信号に基づいて、第１〜第４冷却装置４１〜４４が正常であるのか否かをそれぞれ検出する。本実施例では、第１〜第４異常センサ５１〜５４の出力信号が、第１〜第４冷却装置４１〜４４における冷却ファン４０の回転数をそれぞれ示す。従って、異常検出部６８は、第１〜第４異常センサ５１〜５４の出力信号が示す回転数が所定値を下回ったときに、第１〜第４冷却装置４１〜４４に異常が生じたとそれぞれ判断する。異常検出部６８は、サーボコントローラ６２に接続されており、異常検出部６８による判断結果は、サーボコントローラ６２へ教示される。【００２７】
サーボコントローラ６２は、第１〜第４冷却装置４１〜４４の一つに異常が生じたときに、通常モードから制熱モードへ移行し、使用する制御指標を切り替える。図４は、通常モード用の制御指標（最大加速度、最高速度及び最大減速度）と、制熱モード用の制御指標の一例を示している。図４に示すように、制熱モード用の最大加速度Ａ２は、通常モード用の最大加速度Ａ１よりも小さい。同様に、制熱モード用の最高速度Ｖ２及び最大減速度Ｄ２は、通常モード用の最高速度Ｖ１及び最大減速度Ｄ１よりもそれぞれ小さい。従って、制熱モードによる制御では、通常モードによる制御よりも、可動子３０の発熱を抑制することができる。それにより、第１〜第４冷却装置４１〜４４の一つに異常が生じたときでも、可動子３０の過熱を防止しつつ、直動装置１０はその動作を継続することができる。なお、通常モードから制熱モードへの移行において、最大加速度、最高速度及び最大減速度の全てではなく、それらの少なくとも一つを小さくするように変更してもよい。【００２８】
一方、サーボコントローラ６２は、第１〜第４冷却装置４１〜４４の二以上に異常が生じたときは、可動子３０の運転を直ちに中止する。このような場合は、制熱モードによる制御であっても、残りの冷却装置４１〜４４だけでは冷却能力が不足するためである。但し、第１〜第４冷却装置４１〜４４の二以上に異常が生じたときでも、冷却能力が足りるようなときは、必ずしも制熱モードへ移行する必要はない。【００２９】
異常検出部６８は、温度センサ３４にも接続されており、温度センサ３４によって検出された温度が所定値を上回るときは、可動子３０の温度が異常であると判断する。この判断結果についても、サーボコントローラ６２へ教示される。サーボコントローラ６２は、可動子３０の温度が異常であるときも、可動子３０の運転を直ちに中止する。【００３０】
制御ユニット６０は、表示部６９を備えている。表示部６９は、特に限定されないが、液晶表示パネルを有する。表示部６９は、異常検出部６８に接続されており、異常が生じた冷却装置４１〜４４を表示する。それにより、作業者は、異常が生じた冷却装置４１〜４４の修理又は交換を容易に行うことができる。また、表示部６９は、サーボコントローラ６２にも接続されており、サーボコントローラ６２が通常モードから制熱モードへ移行したとき（即ち、御指標を変更したとき）に、その旨を表示する。それにより、作業者は、直動装置１０の動作が制限されていることを、速やかに認知することができる。【００３１】
以上のように、本実施例の直動装置１０は、複数の冷却装置４１〜４４の一部に異常が生じたときに、可動子３０の発熱量が少ない制熱モードへ移行することによって、可動子３０の動作を継続することができる。加えて、本実施例の直動装置１０は、複数の冷却装置４１〜４４の多くに異常が生じたときは、可動子３０の動作を直ちに中止することによって、可動子３０の過熱を確実に防止することができる。【００３２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。【００３３】
本技術の他の一実施形態では、サーボコントローラ６２が、第１所定数以上の冷却装置４１〜４４について異常を検出したときに、通常モードから制熱モードへ移行するものであってもよい。同様に、サーボコントローラ６２が、第１所定数よりも大きい第２所定数以上の冷却装置４１〜４４について異常を検出したときに、可動子３０の運転を中止するものであってもよい。この場合、第１所定数は、一つに限られず、二つ以上であってもよい。同様に、第２所定数は、二つに限られず、三つ以上であってもよい。【００３４】
本技術の他の一実施形態では、サーボコントローラ６２のメモリ６４が、図５に示すような基準データを記憶するものであってもよい。図５に示す基準データは、複数の冷却装置４１〜４４の正常と異常の組み合わせ毎に、制御モードの変更の要否（即ち、制御指標の変更の要否）を記述している。そして、サーボコントローラ６２は、異常検出部６８による判断結果と当該基準データとに基づいて、通常モードから制熱モードへの移行（即ち、制御指標の変更）を行うものであってもよい。このような構成によると、サーボコントローラ６２は、異常検出部６８が特定の一又は複数の冷却装置４１〜４４について異常を検出したときに、通常モードから制熱モードへの移行（即ち、制御指標の変更）を行うことができる。【００３５】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３６】
１０：直動装置
１２：リニアモータ
２０：固定子
２２：永久磁石
３０：可動子
３２：電磁コイル
３４：温度センサ
３６：位置センサ
４０：冷却ファン
４１〜４４：第１〜第４冷却装置
５１〜５４：第１〜第４異常センサ
６０：制御ユニット
６２：サーボコントローラ
６４：メモリ
６６：サーボアンプ
６８：異常検出部
６９：表示部
７０：電気ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2015097879.tif 000008
2015097879.tif 000009
2015097879.tif 000010
2015097879.tif 000011