(57)【要約】【課題】  部品点数を削減した構造の簡素化によって、製造コストの大幅な削減とメンテナンスの簡略化を実現するリニアモータ可動体の制動装置を提供する。【解決手段】  複数個のマグネットを内部に配置した円筒状のリニアモータ固定子１と、この固定子１を案内に移動可能に配置したリニアモータ可動子２とからなるリニアモータ駆動機構３によって、リニアモータ可動子２がリニアモータ固定子１を案内に進退移動するリニアモータにおいて、エアーシリンダ（制動体拡縮手段）６への圧縮空気供給を遮断して、ねじりコイルばね状の制動体４を自由状態で拡径させた非制動状態に保持することで、リニアモータ可動子２の進退移動を許容し、前記制動体拡縮手段６の作動によって前記制動体４を縮径させて、リニアモータ固定子１に巻き付けた制動状態に保持することで、リニアモータ可動子２の惰性進退移動を拘束し急減速して停止させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のマグネットを配置して構成されたリニアモータ固定子と、このリニアモータ固定子を案内に移動可能に配置されたリニアモータ可動子とからなるリニアモータ駆動機構によって、前記リニアモータ可動子が前記リニアモータ固定子を案内に進退移動するリニアモータにおいて、前記リニアモータ固定子に拡縮可能に外嵌された制動体が前記リニアモータ可動子に取付けられているとともに、この制動体を拡径させた非制動状態に保持して前記リニアモータ可動子の進退移動を許容し、前記制動体を縮径させた制動状態に保持して前記リニアモータ可動子の進退移動を拘束する制動体拡縮手段を備えていることを特徴とするリニアモータ可動体の制動装置。
【請求項２】
前記制動体が自由状態で拡径されて前記リニアモータ可動子の進退移動を許容する巻回弾性体によってなる請求項１に記載のリニアモータ可動体の制動装置。
【請求項３】
前記制動体が自由状態で縮径されて前記リニアモータ可動子の進退移動を拘束する巻回弾性体によってなる請求項１に記載のリニアモータ可動体の制動装置。
【請求項４】
前記制動体拡縮手段が流体圧力または電磁力を動力源としたアクチュエータによってなる請求項１に記載のリニアモータ可動体の制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ可動体の制動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リニアモータ可動体の制動装置として、リニアモータ走行軸の機械ブレーキ機構が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
このリニアモータ走行軸の機械ブレーキ機構を図２に示す。この図において、走行スライダ５０はリニアガイド５１を両側部に備えており、リニアガイド５１は設置面上に敷設された２本のガイドレール５２の各々に滑動自在に係合している。両ガイドレール５２の間には、極性を交互にとった多数の永久磁石セグメントで構成される固定マグネット５３が配設されている。
【０００４】
走行スライダ５０の内部には、励磁時に固定マグネット５３との相互作用によって走行軸方向の推力を発生するようにコイル（不図示）が設けられている。励磁電流は、電源部からコントローラを介して周知の態様で供給される。
【０００５】
このような基本構造を持つリニアモータ走行軸に機械ブレーキ機構を装備させるために、走行スライダ５０には伸縮性のコイルバネ５４を介して吸引板５５が可動に結合されている。吸引板５５は磁場感応吸引性を有する材料で構成され、両側部に摩擦部材５６が設けられている。そして、走行スライダ５０の走行時に摩擦部材５６に対向する設置面上の帯状領域には、ブレーキ有効時に摩擦部材５６が押し付けられる外部摩擦係合部材５７が敷設されている。また、吸引板５５と固定マグネット５３の一方または双方には、それらを直接接触による損傷から保護するためのシート材５８が設けられている。
【０００６】
さらに、走行スライダ５０は、コイルバネ５４に並ぶ位置に吸引板保持用電磁石５９を備えている。この吸引板保持用電磁石５９は、機械ブレーキ有効時を除き、電源部からコントローラを介して励磁電流の供給を受け、コイルバネ５４の伸長力とブレーキユニット全体の重量に打ち勝って吸引板５５を引き寄せる力を発生し、吸引板５５を固定マグネット５３から離隔した位置で吸着保持する。これにより、摩擦部材５６と外部摩擦係合部材５７は離隔した状態を維持する。
【０００７】
また、吸引板５５がこの離隔位置で固定マグネット５３から受ける吸引力は非常に弱く、実質的に走行スライダ５０を制動する作用は生じない。したがって、リニアモータ走行時あるいは吸引板保持用電磁石５９への給電が維持されている通常の停止時には、機械ブレーキは非有効状態に保たれ、摩擦部材５６と外部摩擦係合部材５７は離隔した状態を維持する。
【０００８】
一方、一旦有効化されたブレーキを解除するためのブレーキ解除手段としてエアシリンダ機構６０を備えている。このエアシリンダ機構６０は支持部材（不図示）を介して走行スライダ５０側に固定される一方、吸引板５５にも固定されるとともに、適当な軸受（不図示）を介して走行スライダ５０に嵌挿されている。
エアシリンダ機構６０のピストンがコントローラからのエア供給信号で作動すると、ピストンが上方に引上げられて、吸引板５５が上方へ駆動されて固定マグネット５３からの引き離しがなされる。
【０００９】
前記構成において、リニアモータ（走行スライダ５０）の走行時に、コントローラの故障、断線、停電などの事故、あるいは緊急停止ボタンの押下などによってすべての電源が断たれると、ガイドレール５２に案内されるリニアガイド５１上に支持された走行スライダ５０は惰性走行状態に入る。同時に、吸引板保持用電磁石５９の吸引板５５の吸着機能が失われ、図３に示すように、コイルばね５４の伸長力と自重により、摩擦部材５６を含むブレーキユニットが下方に駆動され、磁場感応吸引性の吸引板５５が固定マグネット５３から強い吸引力を受け、摩擦部材５６が外部摩擦係合部材５７に押し付けられ、走行スライダ５０は急減速して停止に至る。吸引板保持用電磁石５９への給電を再開し、エアシリンダ機構６０を動作させると、そのピストンが上方に駆動され、図２のように吸引板５５を上方へ引上げて固定マグネット５３から引き離すことで機械ブレーキが解除される。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１１２９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、前記従来のリニアモータ走行軸の機械ブレーキ機構は、伸縮性のコイルバネ５４、両側部に摩擦部材５６を設け磁場感応吸引性材料で構成された吸引板５５、外部摩擦係合部材５７、吸引板保持用電磁石５９、エアシリンダ機構６０などを必要としている。したがって、部品点数が多く、構造が複雑であるとともに、製造コストが嵩さむなどの難点を有している。また、メンテナンスが煩雑である欠点を有している。
【００１２】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、部品点数を削減した構造の簡素化によって、製造コストの大幅な削減を期待することができるとともに、メンテナンスを簡略化できるリニアモータ可動体の制動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るリニアモータ可動体の制動装置は、複数個のマグネットを配置して構成されたリニアモータ固定子と、このリニアモータ固定子を案内に移動可能に配置されたリニアモータ可動子とからなるリニアモータ駆動機構によって、前記リニアモータ可動子が前記リニアモータ固定子を案内に進退移動するリニアモータにおいて、前記リニアモータ固定子に拡縮可能に外嵌された制動体が前記リニアモータ可動子に取付けられているとともに、この制動体を拡径させた非制動状態に保持して前記リニアモータ可動子の進退移動を許容し、前記制動体を縮径させた制動状態に保持して前記リニアモータ可動子の進退移動を拘束する制動体拡縮手段を備えていることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明のように、前記制動体を、自由状態で拡径されて前記リニアモータ可動子の進退移動を許容する巻回弾性体によって構成することが望ましい。
【００１５】
請求項３に記載の発明のように、前記制動体を、自由状態で縮径されて前記リニアモータ可動子の進退移動を拘束する巻回弾性体によって構成してもよい。
【００１６】
請求項４に記載の発明のように、前記制動体拡縮手段を、流体圧力または電磁力を動力源としたアクチュエータによって構成することが望ましい。
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、リニアモータ（リニアモータ可動子）の進退移動（走行）は、制動体拡縮手段の作用で制動体を拡径させた非制動状態に保持することによって許容できる。リニアモータ可動子の進退移動時（走行時）に、コントローラの故障、断線、停電などの事故、あるいは緊急停止ボタンの押下などによってすべての電源が断たれると、リニアモータ可動子は惰性進退移動状態（惰性走行状態）に入る。これに応答して、制動体拡縮手段を作用させて、制動体を縮径させた制動状態に保持することで、リニアモータ可動子の惰性進退移動（惰性走行）を拘束し急減速して停止させることができる。また、拡縮可能に外嵌された制動体と、この制動体を拡縮させる制動体拡縮手段とで構成されていることにより、部品点数を削減して、構造を簡素化することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、制動体拡縮手段の作用を解除して、制動体を拡径させた自由状態に保持することによって、リニアモータ可動子を進退移動させることができる。また、制動体拡縮手段の作用で制動体を縮径させた制動状態に保持することで、リニアモータ可動子の惰性進退移動を拘束し急減速して停止させることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、制動体拡縮手段の作用で制動体を拡径させた非制動状態に保持することによって、リニアモータ可動子を進退移動させることができる。また、制動体拡縮手段の作用を解除して、制動体を縮径させた自由状態に保持することで、リニアモータ可動子の惰性進退移動を拘束し急減速して停止させることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、流体圧力または電磁力を動力源とした構造の簡単なアクチュエータによって、制動体拡縮手段を構成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明に係るリニアモータ可動体の制動装置は構成されているので、以下のような格別な効果を奏する。
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、リニアモータ可動体の制動装置が、制動体と、この制動体を拡縮させる制動体拡縮手段とで構成されていることにより、従来例と比較して、部品点数を削減し、構造を簡素化することができるので、製造コストの大幅な削減を期待することができるとともに、メンテナンスの簡略化をも実現することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、制動体拡縮手段の作用を解除して、制動体を拡径させた自由状態に保持することによって、リニアモータ可動子の進退移動を確実に許容することができ、制動体拡縮手段の作用で制動体を縮径させた制動状態に保持することで、リニアモータ可動子の惰性進退移動を拘束して、確実に急減速して停止させることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、制動体拡縮手段の作用で制動体を拡径させた非制動状態に保持することによって、リニアモータ可動子の進退移動を確実に許容することができ、制動体拡縮手段の作用を解除して、制動体を縮径させた自由状態に保持することで、リニアモータ可動子の惰性進退移動を拘束して、確実に急減速して停止させることができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、流体圧力または電磁力を動力源とした構造が簡単で優れた性能を有するアクチュエータによって制動体拡縮手段が構成されていることにより、制動体の拡縮が正確になされるとともに、リニアモータ可動体の制動装置の製造コストの大幅な削減とメンテナンスの簡略化に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す斜視図である。この図において、リニアモータは、円筒状のリニアモータ固定子１と、リニアモータ可動子２とを備え、リニアモータ可動子２に図示されていない可動体が取付けられる。
【００２７】
円筒状のリニアモータ固定子１は、複数個のマグネット（不図示）の磁極Ｎ，Ｓ…を軸方向（リニアモータ可動子２と可動体の進退移動方向）につなぎ合わせて磁性材料によってなる筒体の内部に収容配置した構造のもので、筒体の軸方向両端部は支持体（不図示）を介して図示のような垂直または水平に固定支持されている。
【００２８】
リニアモータ可動子２は、リニアモータ固定子１の筒体を挿通して該リニアモータ固定子１を案内に移動可能に配置された電磁コイルによって構成されており、リニアモータ固定子１とリニアモータ可動子２とでリニアモータ駆動機構３を構成している。
【００２９】
４は制動体を示す。この制動体４は、繊維強化プラスチック（たとえば、炭素繊維強化プラスチック）、硬質合成ゴム、チタン系金属などの非磁性特性を備えた棒状弾性材料をねじりコイルばね状に成形したもので、リニアモータ固定子１に拡縮可能に外嵌した状態で、その一端部４Ａの近傍を押さえ板５によってリニアモータ可動子２の一端面に固定することで、リニアモータ可動子２に取付けられているとともに、前記一端部４Ａと他端部４Ｂとを制動体拡縮手段６によって連結してある。
【００３０】
制動体拡縮手段６は、構造が簡単でアクチュエータとして優れた性能を有するエアーシリンダによってなり、図示されていない圧縮空気供給源から圧縮空気が供給される。
【００３１】
一方、前記制動体４の内径は、該制動体４の自由状態においてリニアモータ固定子１の外径よりも若干大きい値に設定されている。つまり、制動体４は自由状態で拡径されてリニアモータ可動子２の進退移動を許容する巻回弾性体によって構成されている。
【００３２】
前記構成において、リニアモータ（リニアモータ可動子２）の進退移動（走行）は、エアーシリンダによってなる制動体拡縮手段６への圧縮空気供給を遮断して、ねじりコイルばね状の制動体４を自由状態で拡径させた非制動状態に保持することによって許容できる。リニアモータ可動子２の走行時に、コントローラ（不図示）の故障、断線、停電などの事故、あるいは緊急停止ボタンの押下などによってすべての電源が断たれると、リニアモータ可動子２は惰性進退移動状態（惰性走行状態）に入る。これに応答して、図示されていない圧縮空気供給源からエアーシリンダによってなる制動体拡縮手段６に圧縮空気が供給される。その結果、制動体拡縮手段（エアーシリンダ）６のピストンロッドが実線矢印Ｆの方向に引き込まれて、他端部４Ｂを同じ方向に引っ張って、ねじりコイルばね状の制動体４をその弾性に打ち勝って縮径させて、リニアモータ固定子１に巻き付けた制動状態に保持することで、リニアモータ可動子２の惰性進退移動（惰性走行）を拘束し急減速して停止させることができる。
【００３３】
なお、制動体拡縮手段６への圧縮空気の供給を遮断して、ねじりコイルばね状の制動体４の弾性によって、その他端部４Ｂおよび制動体拡縮手段（エアーシリンダ）６のピストンロッドを破線矢印Ｆ１の方向に復帰させること、つまり、ねじりコイルばね状の制動体４を自由状態で拡径させた非制動状態に保持することによって、制動体４による制動が解除される。
【００３４】
このように、本発明に係るリニアモータ可動体の制動装置は、ねじりコイルばね状の制動体４と、この制動体４を縮径させる制動体拡縮手段６とで構成されていることにより、従来例と比較して、部品点数を削減し、構造を簡素化することができるので、製造コストの大幅な削減を期待することができるとともに、メンテナンスの簡略化をも実現することができる。
【００３５】
前記実施の形態では、ねじりコイルばね状に成形した制動体４を自由状態で拡径されてリニアモータ可動子２の進退移動を許容する巻回弾性体によって構成しているが、ねじりコイルばね状に成形した制動体４が自由状態で縮径されてリニアモータ可動子２の進退移動を拘束する巻回弾性体によって構成してもよい。このような構成では、リニアモータ（リニアモータ可動子２）の進退移動（走行）は、エアーシリンダによってなる制動体拡縮手段６に圧縮空気を供給して、ねじりコイルばね状の制動体４を拡径させた非制動状態に保持することによって許容でき、エアーシリンダによってなる制動体拡縮手段６への圧縮空気の供給を遮断して、ねじりコイルばね状の制動体４をその弾性によって自由状態で縮径させた制動状態に保持することによって、リニアモータ可動子２の惰性進退移動（惰性走行）を拘束し急減速して停止させることができる。
【００３６】
また、前記実施の形態においては、ねじりコイルばね状の制動体４を使用しているが、圧縮または引っ張りコイルばね状の制動体４であってもよい。圧縮コイルばね状の制動体４では、自由高さで拡径されてリニアモータ可動子２の進退移動を許容し、制動体拡縮手段６により制動体４をその軸方向に少し引っ張て高さを縮めて縮径させることで、圧縮コイルばね状の制動体４を制動状態に保持して、リニアモータ可動子２の惰性進退移動（惰性走行）を拘束し急減速して停止させることができる。そして、引っ張りコイルばね状の制動体４では、自由高さで縮径されてリニアモータ可動子２の惰性進退移動（惰性走行）を拘束し急減速して停止させることができ、制動体拡縮手段６により制動体４をその軸方向に少し押圧して高さを縮めて拡径させることで、リニアモータ可動子２の進退移動を許容する非制動状態に保持することができる。
【００３７】
さらに、前記実施の形態では、エアーシリンダによってなる制動体拡縮手段６を使用しているが、制動体拡縮手段６は、エアーシリンダにのみ限定されるものではなく、水圧シリンダや油圧シリンダなどの他の流体によって作動するシリンダもしくはソレノイドによってなる電気式のプランジャまたは磁歪アクチュエータであっても、エアーシリンダと同様の作用・効果を奏することができる。
【００３８】
また、リニアモータ固定子１を案内に、リニアモータ可動子２を進退移動させる実施の形態で説明しているが、場合によっては、リニアモータ固定子１を進退移動可能に配置し、リニアモータ可動子２の進退移動を拘束するように構成して、リニアモータ駆動機構３によって、リニアモータ固定子１を進退移動させるようにした実施形態であっても、リニアモータ固定子１の惰性進退移動（惰性走行）を拘束し急減速して停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】従来例の走行時の状態を示す縦断正面図である。
【図３】従来例の制動時の状態を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  リニアモータ固定子
２  リニアモータ可動子
３  リニアモータ駆動機構
４  制動体
６  制動体拡縮手段
【図１】
2005051974.tif 000003
【図２】
2005051974.tif 000004
【図３】
2005051974.tif 000005