(57)【要約】【課題】簡素な構成で、調整無しで可動子のコイルを精度良く整列させて製作でき、かつ機器に精度良く容易に組み込み可能である。【解決手段】  複数の磁石を収納するパイプ状部材21を含む固定子20と、固定子20を包むように配置されコイルを含む可動子30を有するシャフト型リニアモータ10において、搬送物を搭載するための取付部材25に、可動子30を接着固定している。シャフト型リニアモータの製造方法において、複数個のコイルを所定の間隔、且つそれぞれが同じ方向でありコイルの軸中心が同一直線上に位置するように整列し連結させて可動子を製造する可動子製造工程と、被搬送物を搭載するための取付部材に、可動子を接着固定する可動子接着固定工程とを有する。【選択図】図7
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁石を収納するパイプ状部材を含む固定子と、前記固定子を包むように配置されコイルを含む可動子を有するシャフト型リニアモータにおいて、
被搬送物を搭載するための取付部材に、前記可動子を接着固定したことを特徴とするシャフト型リニアモータ。
【請求項２】
複数の磁石を収納するパイプ状部材を含む固定子と、前記固定子を包むように配置されコイルを含む可動子を有するシャフト型リニアモータの製造方法において、
複数個の前記コイルを所定の間隔、且つそれぞれが同じ方向でありコイルの軸中心が同一直線上に位置するように整列し連結させて前記可動子を製造する可動子製造工程と、
被搬送物を搭載するための取付部材に、前記可動子を接着固定する可動子接着固定工程と、
を有することを特徴とするシャフト型リニアモータの製造方法。
【請求項３】
前記可動子製造工程は、
シャフト状部材に前記複数個の連結されたコイルを挿通し、
前記シャフト状部材に設けられた突き当て面と、前記シャフト状部材と係合する突き当て部材とによって、
前記シャフト状部材の長手方向で前記各コイルを挟み込み接着固定して可動子を製造することを特徴とする請求項２に記載のリニアモータの製造方法。
【請求項４】
前記可動子接着固定工程は、
前記シャフト状部材を保持する固定部材と、前記被搬送物を搭載するための取付部材とを組み付け、
前記組み付けた固定部材と取付部材に、前記可動子が挿通された状態で前記シャフト状部材を組み付けて、前記可動子と前記取付部材との間に隙間を形成し、
前記組み付けたシャフト状部材を軸方向に移動して前記可動子の位置決めをし、
前記間隙に接着剤を充填して前記取付部材に、前記可動子を接着固定することを特徴とする請求項2に記載のシャフト型リニアモータの製造方法。
【請求項５】
複数の磁石を収納するパイプ状部材を含む固定子と、前記固定子を包むように配置されコイルを含む可動子を有するシャフト型リニアモータの製造装置において、
複数個連結されたコイルを含む可動子に挿通した状態で保持するシャフト状部材と、
前記シャフト状部材を保持するための固定部材と、
前記被搬送物を搭載するための取付部材とを備え、
前記固定部材と前記取付部材とを組み付け、
前記組み付けた固定部材と取付部材に、前記可動子が挿通された状態で前記シャフト状部材を組み付けて前記可動子と前記取付部材との間に隙間を形成し、
前記組み付けたシャフト状部材を軸方向に移動して前記可動子の位置決めをし、
前記間隙に接着剤を充填して前記取付部材に、前記可動子を接着固定することを特徴とするシャフト型リニアモータの製造装置。
【請求項６】
前記取付部材は、前記可動子の一部が入り込む凹み部を有し、
前記可動子の一部と前記凹み部の対向面との間に前記隙間を形成し、
前記組み付けたシャフト状部材を軸方向に移動して前記可動子の軸方向の一部を前記凹み部の基準面に突き当て位置決めする位置決め部材を有することを特徴とする請求項5に記載のシャフト型リニアモータの製造装置。
【請求項７】
駆動源に請求項１に記載のシャフト型リニアモータを用いたことを特徴とする放射線画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に複数の磁石を組み合わせて構成されるシャフト型リニアモータ、シャフト型リニアモータの製造方法、シャフト型リニアモータの製造装置及び放射線画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、例えばＯＡ機器、医用機器の分野において、直線移動が要求される部位に、シャフト型リニアモータを利用することが提案されている。通常、シャフト型リニアモータは、複数の磁石を互いに反対の磁極が対向するように直列に組み合わせてなる固定子と、この固定子の外側にこれを囲むように配置され、固定子の軸方向にスライド可能な線材を巻き付けてなるコイルを含む可動子とを有している。磁石で発生される磁束と交叉するようにコイルに電流を流すことにより、この電流と磁界との相互作用に基づいてコイルには軸方向に駆動力が発生し、その結果、可動部が移動する（特開平１０-３１３５６６）。
【特許文献１】特開平１０-３１３５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなシャフト型リニアモータでは、例えば線材を巻き付けてなる空芯コイルを、治具等を用いて所望のピッチになるように整列させて接着固定する構成があるが、個々の空芯コイルの製作精度が可動子の精度に影響する。また、シャフト型リニアモータを例えばＯＡ機器、医用機器などの機器に組み込むときに、可動子に被搬送物を搭載することがあるが、この搭載は可動子に例えば搬送台を取り付け、この搬送台に被搬送物を取り付けるために、組み付けに手数を要する。また、この組み付けの際に部品に組み付け誤差があり、あるいは交差があることによって搬送性能に影響がでる。特に、シャフト型リニアモータを画像読取装置などの装置に搭載する場合には、画像ムラが発生する一原因ともなる。
【０００４】
この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、調整無しで可動子のコイルを精度良く整列させて製作でき、かつ機器に精度良く容易に組み込み可能であるシャフト型リニアモータ、シャフト型リニアモータの製造方法、シャフト型リニアモータの製造装置及び放射線画像読取装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、この発明は、以下のように構成されている。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、複数の磁石を収納するパイプ状部材を含む固定子と、前記固定子を包むように配置されコイルを含む可動子を有するシャフト型リニアモータにおいて、
被搬送物を搭載するための取付部材に、前記可動子を接着固定したことを特徴とするシャフト型リニアモータである。
【０００７】
請求項2に記載の発明は、複数の磁石を収納するパイプ状部材を含む固定子と、前記固定子を包むように配置されコイルを含む可動子を有するシャフト型リニアモータの製造方法において、複数の磁石を収納するパイプ状部材を含む固定子と、前記固定子を包むように配置されコイルを含む可動子を有するシャフト型リニアモータの製造方法において、
複数個の前記コイルを所定の間隔、且つそれぞれが同じ方向でありコイルの軸中心が同一直線上に位置するように整列し連結させて前記可動子を製造する可動子製造工程と、被搬送物を搭載するための取付部材に、前記可動子を接着固定する可動子接着固定工程と、を有することを特徴とするシャフト型リニアモータの製造方法である。
【０００８】
請求項3に記載の発明は、前記可動子製造工程は、シャフト状部材に前記複数個の連結されたコイルを挿通し、前記シャフト状部材に設けられた突き当て面と、前記シャフト状部材と係合する突き当て部材とによって、前記シャフト状部材の長手方向で前記各コイルを挟み込み接着固定して可動子を製造することを特徴とする請求項２に記載のリニアモータの製造方法である。
【０００９】
請求項4に記載の発明は、前記可動子接着固定工程は、前記シャフト状部材を保持する固定部材と、前記被搬送物を搭載するための取付部材とを組み付け、前記組み付けた固定部材と取付部材に、前記可動子が挿通された状態で前記シャフト状部材を組み付けて、前記可動子と前記取付部材との間に隙間を形成し、前記組み付けたシャフト状部材を軸方向に移動して前記可動子の位置決めをし、前記間隙に接着剤を充填して前記取付部材に、前記可動子を接着固定することを特徴とする請求項2に記載のシャフト型リニアモータの製造方法である。
【００１０】
請求項5に記載の発明は、複数の磁石を収納するパイプ状部材を含む固定子と、前記固定子を包むように配置されコイルを含む可動子を有するシャフト型リニアモータの製造装置において、複数個連結されたコイルを含む可動子に挿通した状態で保持するシャフト状部材と、前記シャフト状部材を保持するための固定部材と、前記被搬送物を搭載するための取付部材とを備え、前記固定部材と前記取付部材とを組み付け、前記固定部材に、前記可動子が挿通された状態で前記シャフト状部材を組み付けて前記可動子と前記取付部材との間に隙間を形成し、前記組み付けたシャフト状部材を軸方向に移動して前記可動子の位置決めをし、前記間隙に接着剤を充填して前記取付部材に、前記可動子を接着固定することを特徴とするシャフト型リニアモータの製造装置である。
【００１１】
請求項6に記載の発明は、前記取付部材は、前記可動子の一部が入り込む凹み部を有し、
前記可動子の一部と前記凹み部の対向面との間に前記隙間を形成し、前記組み付けたシャフト状部材を軸方向に移動して前記可動子の軸方向の一部を前記凹み部の基準面に突き当て位置決めする位置決め部材を有することを特徴とする請求項5に記載のシャフト型リニアモータの製造装置である。
【００１２】
請求項7に記載の発明は、駆動源に請求項１に記載のシャフト型リニアモータを用いたことを特徴とする放射線画像読取装置である。
【発明の効果】
【００１３】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、被搬送物を搭載するための取付部材に、可動子を接着固定しており簡素な構成となっているため、シャフト型リニアモータを例えばＯＡ機器、医用機器などの機器に組み込む場合に、可動子を精度良く容易に組み込み可能である。
【００１５】
請求項2に記載の発明によれば、複数個のコイルを所定の間隔、且つそれぞれが同じ方向でありコイルの軸中心が同一直線上に位置するように整列し連結させて可動子を製造し、被搬送物を搭載するための取付部材に、可動子を接着固定することで、簡素な構成で、調整無しで可動子のコイルを精度良く所定のコイルピッチに製作でき、かつ可動子を機器に精度良く容易に組み込み可能である。
【００１６】
請求項3に記載の発明によれば、可動子は、シャフト状部材に設けられた突き当て面と、シャフト状部材と係合する突き当て部材とによって、シャフト状部材の長手方向で各コイルを挟み込み接着にて固定され、複数個の連結されたコイルを所定のコイルピッチに整列させて可動子を製造することができ、磁石との位相ズレを抑制できる。また、各コイルの内径をシャフト状部材によって位置ずれがないように精度良く整列させることにより、各コイルの内径と固定子との隙間を均等できる。
【００１７】
請求項4に記載の発明によれば、可動子と取付部材との間に隙間を形成し、組み付けたシャフト状部材を軸方向に移動して可動子の位置決めをし、間隙に接着剤を充填して取付部材に、可動子を接着固定することで、可動子の取付部材に対する位置精度を確保でき、また部品精度のみで所望の位置に可動子を固定できる。
【００１８】
請求項5に記載の発明によれば、複数個連結されたコイルを含む可動子にシャフト状部材を挿通した状態で保持し、かつ被搬送物を搭載するための取付部材と可動子との間に間隙を形成し、この間隙に接着剤を充填して取付部材に可動子を接着固定する。このように、可動子を製造する工程と、取付部材に可動子を取り付ける工程とが、連続した工程できるので、作業性が良い。
【００１９】
請求項6に記載の発明によれば、可動子の一部と取付部材の凹み部の対向面との間に隙間を形成し、可動子の軸方向の一部を凹み部の基準面に突き当て位置決めすることで、可動子のコイルの取付部材に対する位置精度を確保でき、また部品精度のみで所望の位置に可動子を固定できる。
【００２０】
請求項7に記載の発明によれば、駆動源に請求項１に記載のシャフト型リニアモータを用いるため、精度良く容易に組み込み可能で、特にシビアな画質が求められる放射線画像読取装置で良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明のシャフト型リニアモータ、シャフト型リニアモータの製造方法、シャフト型リニアモータの製造装置及び放射線画像読取装置の実施の形態について説明するが、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【００２２】
図1はシャフト型リニアモータの概略構成図である。シャフト型リニアモータ10は、複数の磁石を収納するパイプ状部材21を含む固定子20と、固定子20を包むように配置された線材を巻き付けてなるコイルを含む可動子30を有する。固定子20は、複数の磁石24と、複数の磁石24を収納するパイプ状部材21とを有する。磁石24は、パイプ状部材21に効率よく収納されるように円柱形状であることが好ましいが、外形が円柱形状であれば、中心に貫通孔が設けられた円筒形状の磁石を用いてもよい。磁石24の材料としては、磁束密度の大きい希土類磁石が好ましい。特に、希士類磁石は、ネオジム系磁石、例えばネオジム−鉄−ボロン磁石(Nd-Fe-B磁石)が好ましく、他の磁石に比べて高い推力が得られる。
【００２３】
パイプ状部材21の材料としては、アルミニウム合金、銅合金、非磁性ステンレス鋼等の非磁性材料を用いることが好ましい。また、パイプ状部材21は、可動子30に作用させる磁界を減少させないようにできるだけ薄いほうが好ましい。この実施の形態では、薄肉パイプを使用しており、この薄肉パイプとすることにより磁石24と可動子30間の距離を短くすることができ、より大きな推力を得るようにしている。      
【００２４】
パイプ状部材21の一端は閉塞されており、螺子部22が一体的に設けられている。また、パイプ状部材21の他端は磁石24をパイプ状部材21の内部に収納するために開口しており、開口を塞ぐキャップ23が設けられている。キャップ23はパイプ状部材21と同様の非磁性体材料を用いて形成することができる。
【００２５】
パイプ状部材21の内部には、複数の磁石24が隣接する磁石と互いに反発するように同じ磁極を対向させて収納されている。なお、隣り合う磁石24同士が密着するようにパイプ状部材21の内部に収納されているが、隣り合う磁石24同士が反発し合うように収納されていればよく、隣り合う磁石24同士の間に隙間を設けるように収納してもよい。キャップ23はパイプ状部材21の両端部から磁石24が反発力により抜け出ることを規制する。
【００２６】
この発明では、可動子30が、複数個のコイル31を所定の間隔、且つそれぞれが同じ方向でありコイル31の軸中心が同一直線上に位置するように整列し連結させた構成となっており、このコイル31の構成は特に限定されない。可動子30の複数個の連結されたコイル31を所定の間隔で、所望のコイルピッチにすることにより、磁石24との位相ズレが抑制できる。また、各コイル31の内径31ａを精度良くコイル31の軸中心が同一直線上に位置するように整列させることにより、各コイル31の内径31ａと固定子20のパイプ状部材21との隙間を均等にできる。  
【００２７】
また、この発明では、被搬送物を搭載するための取付部材25に、可動子30が接着固定されている。このように、取付部材25に、可動子30を接着固定しており、シャフト型リニアモータ10を例えばＯＡ機器、医用機器などの機器に組み込む場合に、取付部材25の部品精度のみで微調整の必要なく容易に組み付けができる。また、部品精度のみで、固定子20と可動子30間の空隙を一定に保つことができ、 固定子20と可動子30が接触することがなく搬送性能が向上する。
【００２８】
次に、複数個のコイル31を所定の間隔、且つそれぞれが同じ方向でありコイル31の軸中心が同一直線上に位置するように整列し連結させて可動子30を製造する可動子製造工程の一実施の形態を図2乃至図6に基づいて説明する。図2は可動子製造工程を示す図、図3はツバ付き円筒部材の斜視図、図4は線材を巻き付けた状態を示すツバ付き円筒部材の斜視図、図5はコイルの配線を示す図、図6はコイルを有するツバ付き円筒部材を複数個連結させた構成の斜視図である。
【００２９】
図2に示す可動子製造工程においては、治具として、シャフト状部材60と、突き当て部材61とを用いて、複数個のコイル31を所定の間隔、且つそれぞれが同じ方向でありコイル31の軸中心が同一直線上に位置するように整列し連結させて可動子30を製造する。シャフト状部材60の両端部60ａ，60ｂには、周面の一部に突き当て面部60ａ1，60ｂ1が形成され、また端部60ｂに雌螺子60ｂ2が形成されている。
【００３０】
シャフト状部材60には位置決め部材62が挿入され、この位置決め部材62は端部60ａ側寄りの位置にボルト63によってシャフト状部材60に固定されている。この位置決め部材62は、端部60ａ側の側部に突き当て面62ａを有し、下部に逃げ面62ｂを有している。この実施の形態では、シャフト状部材60からボルト63を外すことで、位置決め部材62からシャフト状部材60を取り外すことができる。
【００３１】
突き当て部材61の軸部には、一端61ａ1を開口した係合穴61ａが形成され、この係合穴61ａはシャフト状部材60の端部60ｂに係合する大きさである。また、突き当て部材61の軸部には、係合穴61ａに連通する螺子挿通孔61ｂが形成されている。
【００３２】
シャフト状部材60に可動子30を構成する部材を挿通し、この可動子30を構成する部材が挿通された状態で、端部60ｂに突き当て部材61の係合穴61ａを係合し、螺子挿通孔61ｂから締め付け螺子64を挿入し、端部60ｂの雌螺子60ｂ2に螺着して突き当て部材61と突き当て面62ａとによって挟み込み、複数個のコイル31を所定の間隔、且つそれぞれが同じ方向でありコイル31の軸中心が同一直線上に位置するように整列し連結させて製造する。
このように、複数個のコイル31の内径寸法は精度良く(バラツキ無く)製作できるため、シャフト状部材60に挿入して連結(接着)させることで、結果、それぞれのコイル31の軸中心が同一直線上に位置することとなる。
【００３３】
可動子３０は、図6に示すように、線材を巻き付けてなるコイル３１を有するツバ付き円筒部材３２を複数個連結させた構成となっている。このツバ付き円筒部材３２は、接着によって連結され、この実施の形態では、コイル３１はＵ・Ｖ・Ｗ相を１セットとした、２セットで構成(連結)されており、必要に応じセット数を変えることができる。
【００３４】
ツバ付き円筒部材３２は図3及び図4に示すように構成される。ツバ付き円筒部材３２は、筒部３２ａと、この筒部３２ａの両側のツバ３２ｂ，３２ｃを有する。このツバ付き円筒部材３２は、両側のツバ３２ｂ，３２ｃによる幅手方向の寸法が、固定子２０の磁石２４による磁極ピッチの１/３と同寸法であり、部品精度のみでモータ性能を保証できる。
【００３５】
このツバ付き円筒部材３２は、図２及び図３に示すように、側面の少なくとも一方に、この実施の形態ではツバ３２ｂにスリット３２ｄが筒部近傍３２ｂ１から外周部３２ｂ２まで直線状に形成されている。
【００３６】
線材の巻き始め３１ａは、筒部３２ａの端部から巻き付けていき、反対側の端部まで巻くと、重ねて巻き付けて線材の巻き始め３１ａ側に戻り、この繰り返しにより巻き付けて図4に示すようなコイル３１にする。線材の巻き始め３１ａを、スリット３２ｄから出し、巻き終わり３１ｂを巻き線した外面となるように巻き線している。ツバ付き円筒部材３２の側面のツバ３２ｂに、巻き付ける線材の外径寸法と同等の幅寸法のスリット３２ｄが設けられているので線材の巻き始め３１ａを引き出す際に線材をスリット３２ｄに通すことができる。このため、巻き始め３１ａを外に引き出す際に線材はスリット３２ｄに通してツバ３２ｂの内側面を這わすようにしないので、ツバ付き円筒部材３２の変形を抑制できるとともに、線材を効率よく整列させて巻くことができる。
【００３７】
さらに、コイル３１は線材の１列の巻き数が増えるため巻き終えたコイル３１の外径が小さくなる。このため、固定子２０から発生する磁束とコイル３１で発する磁界の相互作用の効率が向上するので、モータ性能面でも有利となる。
【００３８】
この線材を巻き付けてなるコイル３１を有するツバ付き円筒部材３２は、Ｕ・Ｖ・Ｗ相の３相が図5に示すように、例えばＵ相とＶ相の巻き終わりとＷ相の巻き始めを半田付けなどで接続される。この線材を巻き付けてなるコイル３１を有するツバ付き円筒部材３２は、例えば接着によって容易に複数個連結できる。また、ツバ付き円筒部材３２の側面は、いわゆるマット処理等を行うと、接着性(強度)が向上する。
【００３９】
この実施の形態では、線材を巻き付けてなるコイル３１を有するツバ付き円筒部材３２を複数個連結した場合、線材の巻き始め３１ａは引き出さなくてはならないが、スリット３２ｄに入れることで、コイルピッチを精度良く確保できる。また、線材の巻き始め３１ａが重ならないため、効率よく整列させて巻くことができる。
【００４０】
可動子３０は、図3乃至図6に示すように、ツバ付き円筒部材３２に線材を巻き付けてコイル３１を形成し、このコイル３１を有するツバ付き円筒部材３２を図6に示すように複数個連結させた構成となっており、コイル３１のピッチは全て部品精度で決定できるので微調整などが必要ない。また、コイル３１を有するツバ付き円筒部材３２の連結する個数を変えることにより、得られる推力を容易に変えることができ、しかもツバ付き円筒部材３２によって各コイル３１の絶縁性を確保することができる。
【００４１】
この実施の形態のシャフト型リニアモータ１０は、薄肉のツバ付き円筒部材３２に対して線材を所望の巻き数を巻いたユニットを製作し、そのユニットを所望の数量だけ接着し、連結させることにより可動子３０を構成する。ユニットの数量はシャフト型リニアモータ１０の搬送力に応じて必要となる数であり、基本的にはＵ・Ｖ・Ｗ相を１セットとしたセット数によって設定される。
【００４２】
その際、ツバ付き円筒部材３２の筒部３２ａの内径寸法は精度良く製作しておくことにより、ツバ付き円筒部材３２のユニットの内径にシャフト状部材６０が精度良くはまる。このシャフト状部材６０に必要数のツバ付き円筒部材３２のユニットを挿入し、両端から挟みツバ付き円筒部材３２同士を密着させることにより、ツバ付き円筒部材３２のユニットを複数と連結させた際の全長寸法を精度良く決定することができる。
【００４３】
この実施の形態では、シャフト状部材60の長手方向で複数個のツバ付き円筒部材32のユニットを挟み込み、ツバ付き円筒部材32同士を接着して可動子30が簡素な構成で形成される。可動子30は、所望のコイルピッチにすることにより、磁石24との位相ズレが抑制できる。また、可動子30は、各コイル31の軸中心が同一直線上に位置するように整列し連結させて製造することにより、固定子20との隙間を均等に確保できる。
【００４４】
次に、被搬送物を搭載するための取付部材に、前記可動子を接着固定する可動子接着固定工程を、図7乃至図17に基づいて説明する。図7は可動子接着固定工程を示す図、図8は固定部材と取付部材とを組み付けた状態の斜視図、図9は組み付けた固定部材と取付部材に可動子が挿通された状態でシャフト状部材を組み付けた状態の斜視図、図10は可動子を保持し位置決めする状態の斜視図、図11は可動子を組み付けた状態の断面図、図12は固定部材を省略した図11のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図、図13は接着剤を充填した図11と同じ位置の断面図、図14は固定部材を省略した図13のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図、図15はシャフト状部材を取り外す状態を示す斜視図、図16は取付部材に可動子を固定した状態の断面図である。
【００４５】
この可動子接着固定工程においては、治具として、台座となる被搬送物を搭載するための取付部材25と、シャフト状部材を保持するための固定部材70とを用いて、取付部材25に、可動子30を接着固定する。まず、固定部材70と取付部材25とを組み付け、次に組み付けた固定部材70と取付部材25に、可動子30が挿通された状態でシャフト状部材60を組み付ける。
【００４６】
取付部材25は、長方体形状に形成され、可動子30の一部が入り込む凹み部25ａと、凹み部25ａの周りに形成された平面部25ｂと、凹み部25ａの長手方向の両側に位置する逃げ凹み部25ｃ，25ｄと、固定部材70を保持する段部25ｅと、この段部25ｅの側部に沿って形成された位置決めリブ25ｆとを有する。逃げ凹み部25ｃ，25ｄは、固定子20との干渉を避けるために形成されているが、治具となるシャフト状部材60との干渉も避けるようになっている。凹み部25ａは、可動子30の略半分の部分が入り込み、可動子30の外周が当たらないように大径に形成されている。この凹み部25ａは、可動子30の軸方向の一部を突き当て位置決めする基準面25ａ1を有する。また、段部25ｅは、固定部材70を保持するための基準面となり、この段部25ｅには取付雌螺子25ｅ1が複数個形成されている。この取付部材25の取付雌螺子25ｅ1は、固定部材70と取付部材25とを組み付けるために用いられ、また被搬送物を搭載するために用いられる。
【００４７】
固定部材70は、取付部材25に組み付けられる枠形状に形成され、平面部70ａと、平面部70ａの長手方向の両側に位置する壁部70ｂ，70ｃと、平面部70ａに形成される切かき部70ｄと、壁部70ｂに形成されたシャフト状部材60を保持するための保持凹み部70ｅと、壁部70ｃに形成されたシャフト状部材60を保持するための保持凹み部70ｆと、保持凹み部70ｆに連通する連通孔70ｇとを有する。平面部70ａには、螺子挿入孔70ａ1が複数個形成され、固定部材70と取付部材25とを組み付けるために用いられる。壁部70ｂには、保持凹み部70ｆの両側に雌螺子70ｂ11，70ｂ12が形成され、また壁部70ｃには、保持凹み部70ｆの両側に雌螺子70ｃ11，70ｃ12が形成され、シャフト状部材60を固定するために用いられる。
【００４８】
この可動子接着固定工程においては、図8に示すように、まず固定部材70と取付部材25とを組み付ける。この組み付けは、固定部材70の壁部70ｂ，70ｃの間に、取付部材25が入り込み、段部25ｅの面上に平面部70ａの下面が位置し、平面部70ａの側面が取付部材25の位置決めリブ25ｆによって位置決めされてずれないようになっており、この位置決めリブ25ｆと段部25ｅの面が基準面となる。取付ボルト78を取付部材25の螺子挿入孔70ａ1から固定部材70の取付雌螺子25ｅ1に螺着することで、取付部材25と固定部材70が締め付け固定される。
【００４９】
固定部材70の壁部70ｂには、押さえプレート69をあてがい、取付具72を押さえプレート69の取付孔69ａから挿入して雌螺子70ｂ11に螺着し、押さえプレート69が取付具72を支点に回転できるように緩く取り付ける。また、壁部70ｃには、押さえプレート73をあてがい、取付具74を押さえプレート73の取付孔73ａから挿入して雌螺子70ｃ11に螺着し、押さえプレート73が取付具74を支点に回転できるように緩く取り付ける。
【００５０】
次に、図9乃至図12に示すように、可動子製造工程において製造された可動子30にシャフト状部材60を挿通した状態で、固定部材70に組み付ける。この組み付けは、可動子30の一部が固定部材70の切かき部70ｄから取付部材25の凹み部25ａに入り込むように、シャフト状部材60を固定部材70に乗せる。シャフト状部材60の端部60ａは、保持凹み部70ｅに当たって鉛直方向の位置を決めをし、逃げ凹み部25ｃとは干渉しないようになっており、同様に端部60ｂも保持凹み部70ｆに当たって鉛直方向の位置を決めをし、逃げ凹み部25ｄとは干渉しないようになっている。また、シャフト状部材60に設けた位置決め部材62の逃げ面62ｂは取付部材25の平面部25ｂに当たらないように位置している。
【００５１】
次に、固定部材70の雌螺子70ｂ12に取付具75を緩く螺着し、同様に雌螺子70ｃ12に取付具76を緩く螺着する。押さえプレート69を回転させて緩く螺着されている取付具75に切りかき69ｂを当てがい、それぞれの取付具72，75を締め付ける。また、押さえプレート73を回転させて緩く螺着されている取付具76に切りかき73ｂを当てがい、それぞれの取付具74，76を締め付ける。
【００５２】
押さえプレート69，73には、螺子孔69ｃ，73ｃが設けてあり、ボルト80,81を緩く螺着してシャフト状部材60の突き当て面部60ａ1，60ｂ1を緩く押さえ付け、シャフト状部材60の浮き上がりを防止している。
【００５３】
そして、固定部材70の連通孔70ｇからボルト77を挿入し、シャフト状部材60の雌螺子60ｂ2に螺着する。図１0及び図11に示すように、ボルト77の締め付けにより組み付けたシャフト状部材60が引き寄せたれて軸方向に移動し、可動子30の軸方向の一部であるツバ付き円筒部材３２のツバ３２ｂが取付部材25の凹み部25ａの基準面25ａ1に突き当り位置決めされる。そして、緩く螺着しているボルト80,81を強く螺着し、これによりボルト80,81の先端部がシャフト状部材60の突き当て面部60ａ1，60ｂ1を押さえ付けて固定する。
【００５４】
このように、台座となる取付部材25に固定部材70を組み付け、この組み付けた固定部材70に、可動子30にシャフト状部材60を挿通した状態で載せて組み付けることで、図11及び図12に示すように、コイル31ｂの外面31ｂ30及びツバ32ｂ，32ｃの外面32ｂ30，32ｃ30と、取付部材25の凹み部25ａとの間に間隙85が形成される。この間隙85に接着剤86を取付部材25の凹み部25ａから漏れ出さない程度充填し、図13及び図14に示すように、コイル31の外面31ｂ30及びツバ32ｂ，32ｃの外面32ｂ30，32ｃ30と、取付部材25の凹み部25ａとを接着固定する。このようにして、間隙85に接着剤86を充填して取付部材25に、可動子30を接着した後、図15及び図16に示すように、押さえプレート69，73を取り外す。そして、シャフト状部材60のボルト63を取り外して位置決め部材62からシャフト状部材60を引き抜き可能にし、ボルト77を取り外した後に、シャフト状部材60を端部60ａ側から引き抜く。このシャフト状部材60を引き抜いた後に、ボルト78を取り外して取付部材25から固定部材70を外すと、図16に示すように、取付部材25に可動子30が接着固定された状態になる。
【００５５】
このように、可動子30にシャフト状部材60を挿通した状態で保持し、かつ取付部材25とコイル31の外面31ｂ30及びツバ32ｂ，32ｃの外面32ｂ30，32ｃ30から構成される可動子30の外面との間に間隙85を形成し、この間隙85に接着剤86を充填し、取付部材25に可動子30を取り付け、可動子を製造する工程と、取付部材に可動子を取り付ける工程とが、連続した工程できるので、作業性が良い。
【００５６】
また、コイル31を巻き線する場合、シャフト状部材60に巻き付けていくこととなり、内径の寸法は精度良く(バラツキなく)作ることができるが、外径寸法については巻く線材の太さや巻く際のテンションによってばらつくことがあるため、外径寸法にてコイル31を整列させると、軸中心が揃わない可能性が非常に大きくなることから、可動子30の外面と取付部材25の間に間隙85を形成して干渉しないようにし、内径寸法基準で取付部材25に対する位置決めをしており、取付部材25の凹み部25ａの部品精度を厳密に管理しなくても良い利点を有する。もし、コイル31の外径寸法をばらつか無いように製作できたとして、コイル外径寸法を基準とした場合は、取付部材25の凹み部25ａの部品精度が大きく影響するが、可動子30の外面と取付部材25の間に間隙85を形成することで、取付部材25の凹み部25ａの部品精度を厳密に管理しなくても良い。
【００５７】
さらに、組み付けたシャフト状部材60を軸方向に移動して可動子30の軸方向の一部を取付部材25の基準面25ａ1に突き当て位置決めし、間隙85に接着剤86を充填して取付部材25に、可動子30を接着固定することで、可動子30の取付部材25に対する軸方向の位置精度を確保でき、また部品精度のみで所望の位置に可動子30を固定できる。
【００５８】
また、可動子30の軸方向の位置決めは、取付部材25に基準面25ａ1を設け突き当てる方式のみではなく、図17に示すように、取付部材25の端面25ｋを固定部材70の端面70ｋに突き当て、ボルト77を締め付けることで、シャフト状部材60が引き付けられて軸方向に移動し、シャフト状部材60の端面60ｂ31が固定部材70の保持凹み部70ｆの端面70ｆ11に突き当り、これにより可動子30の位置を決定することもできる。この実施の形態では、可動子30の両サイドに位置決め部材62を取り付け、可動子30がシャフト状部材60の軸方向に移動しないようにする。保持凹み部70ｆの端面70ｆ11とツバ32ｂとの距離Ｗ40を規定し、取付部材25の面25ａ11との間には隙間Ｄ40ができる寸法とすることで、可動子30の取付部材25に対する軸方向の位置精度を確保でき、また部品精度のみで所望の位置に可動子30を固定できる。
【００５９】
次に、可動子製造工程の他の実施の形態を、図18及び図19に示す。図18は可動子の構成部品を示す斜視図、図19はコイルの接続を示す図である。
【００６０】
図2に示す可動子製造工程においては、治具として、シャフト状部材60と、突き当て部材61とを用いて、複数個の連結したコイルの内径を整列させて可動子30を製造するが、この実施の形態の可動子30は、図17に示すように、軸方向に延びるチューブ状部材30ａと、チューブ状部材30ａに挿通される複数個の空芯コイル30ｂと、少なくとも複数個の空芯コイル30ｂの間に配置される仕切り板30ｃとを有する。
【００６１】
この実施の形態では、複数個の空芯コイル30ｂ間に仕切り板30ｃを設け、この複数個の空芯コイル30ｂ間に仕切り板30ｃを設けた状態でチューブ状部材30ａに挿通した構成となっており、両端部にも仕切り板30ｃが位置している。この空芯コイル30ｂはＵ・Ｖ・Ｗ相を1セットとした、2セットで構成(連結)されており、必要に応じセット数を変えることができる。
【００６２】
チューブ状部材30ａは円筒であり、内径Ｄ11はシャフト状部材60に挿入可能な大きさであり、材質は樹脂としてもよく、またアルミニウムとして黒色アルマイト処理としてもよく、絶縁性を確保できるようにする。このチューブ状部材30ａは、図18に示すように、外径Ｄ10や長さＬ10の寸法がモータ容量によって設定される。また、チューブ状部材30ａの外径Ｄ10は、空芯コイル30ｂの内径Ｄ21に密着する寸法となっている。チューブ状部材30ａの外径Ｄ10が空芯コイル30ｂの内径Ｄ21に密着することで、各空芯コイル30ｂの内径側の絶縁性を確保でき、しかも複数個の空芯コイル30ｂの内径面を精度良く整列させることができ、モータ性能が向上し、作業性も向上する。
【００６３】
各空芯コイル30ｂは、図19に示すように、コイル生産工程において、シャフト状冶具90に線材を巻き付けてなり、Ｕ・Ｖ・Ｗ相の3相分が作成される。この空芯コイル30ｂの3相Ｕ・Ｖ・Ｗ分の配線は、例えばＵ相とＶ相の巻き終わりとＷ相の巻き始めを半田付けなどで接続され、残りの端部をコネクタ９１に接続し、その後にシャフト状冶具90を取り除く。
【００６４】
各空芯コイル30ｂは、線材の巻き始め30ｂ1と、巻き終り30ｂ2とを有し、巻き始め30ｂ1を内側にして巻き付けて巻き終り30ｂ2が外側になり、単体で空芯コイル30ｂとなっている。この空芯コイル30ｂは表面に融着層を持つ銅線にて形成されている。線材のみで空芯型コイル30ｂを形成できるので作業性が良く、コストを低下できメリットも高い。
【００６５】
仕切り板30ｃは、円盤状に形成され、材質は樹脂としてもよく、またアルミニウムとして黒色アルマイト処理としてもよく、絶縁性を確保できるようにする。この仕切り板30ｃの内径の寸法がＤ1であり、外径の寸法がＤ2である。仕切り板30ｃは、線材の巻き始め30ｂ1を挿入可能なコイル逃げ部30ｃ1を有し、この逃げ部30ｃ1はスリットまたは溝により形成される。この実施の形態の逃げ部30ｃ1は、内径Ｄ1から外径Ｄ2に連通する放射状のスリットである。線材の巻き始め30ｂ1を逃げ部30ｃ1に挿入し、巻き始め30ｂ1を逃がすことができるので、精度良く空芯コイル30ｂと仕切り板30ｃを密着させることができる。
【００６６】
この実施の形態では、図18に示すように、空芯コイル30ｂの幅をＬ、仕切り板30ｃの厚さ寸法をＴとし、所望のコイルピッチをPとした際、Ｐ＝Ｌ＋Ｔの寸法となっており、所望のコイルピッチＰを確保できる。
【００６７】
空芯コイル30ｂと仕切り板30ｃは、内径側に薄肉のチューブ状部材30ａを密着するよう挿入して接着によって固定され、簡素な構成である。また、各空芯コイル30ｂ間には仕切り板30ｃを挿入し、この仕切り板30ｃによってコイルピッチＰの精度を出し、かつコイル間の絶縁を行っている。      
【００６８】
空芯コイル30ｂは線材の巻き始め30ｂ1を引き出さなくてはならないが、逃げ部30ｃ1に入れることで重なりを回避でき、仕切り板30ｃの変形を抑制できるとともにコイルピッチを精度良く確保できる。
【００６９】
可動子30は、複数個の空芯コイル30ｂ間に仕切り板30ｃを設けた状態でチューブ状部材30ａに挿通した構成であり、連結する空芯コイル30ｂの個数を変えることにより、得られる推力を容易に変えることができる。また、仕切り板30ｃにより各空芯コイル30ｂの絶縁性を確保できる。
【００７０】
この実施の形態のシャフト型リニアモータ10は、可動子30が複数個の空芯コイル30ｂの間に仕切り板30ｃを配置した状態で軸方向に延びるチューブ状部材30ａに挿通した構成である。空芯コイル30ｂはシャフト型リニアモータ10の搬送力に応じて必要となる数であり、基本的には必要となる空芯コイル30ｂのセット数量はシャフト型リニアモータ10で搬送しようとする搬送力によって設定される。
【００７１】
この実施の形態では、シャフト状部材60の長手方向で空芯コイル30ｂと仕切り板30ｃとを挟み込み、空芯コイル30ｂと仕切り板30ｃを接着して可動子30が簡素な構成で形成される。
【００７２】
可動子30は、所望のコイルピッチにすることにより、磁石24との位相ズレが抑制できる。また、空芯コイル30ｂの内径を精度良く整列させることにより、固定子20との隙間を均等に確保できる。この空芯コイル30ｂの幅手方向の寸法は、予め所望の寸法にて製作しておくが、巻き線の関係で空芯コイル30ｂの幅手寸法を所望のコイルピッチにて製作できない場合は、生じる隙間相当のスペーサ部材を用いることにより、所望のコイルピッチを実現することができる。
【００７３】
この図18及び図19に示す可動子製造工程の他の実施の形態で製造された可動子30も、図7乃至図17の実施の形態と同様に、可動子30と被搬送物を搭載するための取付部材25とを固定する。この他の実施の形態は、可動子30が複数個の連結されたコイルの内径にシャフト状部材を挿通し、シャフト状部材に設けられた突き当て面とシャフト状部材と係合する突き当て部材とによって、シャフト状部材の長手方向で各コイルを挟み込み接着にて固定されることにより形成されるものであれば良い。
【００７４】
この発明のシャフト型リニアモータ10は、放射線画像読取装置の駆動源に用いることができる。この放射線画像読取装置の実施の形態を図20に示す。
【００７５】
放射線画像読取装置1は、光学ユニット5、搬送台3、シャフト型リニアモータ10、直動ガイド4、リニアエンコーダ7、プレート支持部6とを主な構成要素とし、これらを支持するベ一ス2と、これらを覆う外装カバー8とから概略構成されている。なお、この実施の形態では、シャフト型リニアモータ10により光学ユニット5を搬送する構成の放射線画像読取装置1について説明するが、この発明はこれに限らず、後述する輝尽性蛍光体プレート9を搬送する構成としてもよい。
【００７６】
ベ一ス2の上部には、シャフト型リニアモータ10、搬送台3、直動ガイド4、リニアエンコーダ7、光学ユニット5、プレート支持部6等が設けられている。
【００７７】
シャフト型リニアモータ10は、図1に示すように、棒状の固定子20と、可動子30とからなる。固定子20はパイプ状部材21の内部に複数個の磁石24を隣り合う磁石24同士が互いに反発しあうように収納しており、両端を固定子保持部40に保持されてベ一ス2と平行に固定されている。また固定子20は可動子30の中央に挿通されている。固定子20の固定子保持部40への取り付け構造である。
【００７８】
可動子30は搬送台3の下面に固定されている。可動子30の内部にはコイルが収納されている。コイルとしては複数相、例えば三相からなるコイル群を用いることができるが、これに限定されない。また、可動子30には固定子20を挿通させる挿通孔が設けられている。コイルに電流を流すと、可動子30は固定子20に収納された磁石24と反発する磁力を得て、固定子20の軸方向に移動する。
【００７９】
搬送台3は、光学ユニット5を支持しており、下面に固定された可動子30とともに固定子20の軸方向へ移動する。直動ガイド4は、ベ一ス2上に固定子20と平行に配設され、搬送台3の移動を補助する。リニアエンコーダ7は、ベ一ス2上に固定子20と平行に配設されたスケール71と、搬送台3に設けられ、一定の間隔を保ちつつスケール71に沿って移動するヘッド72とからなる。リニアエンコーダ7は搬送台3の位置を計測する。
【００８０】
光学ユニット5は、レーザ光を光学ユニット5の移動方向と直交する方向に走査させながら輝尽性蛍光体プレート9に対して照射するレーザ光照射装置(図示せず)と、レーザ光照射装置により輝尽性蛍光体プレート9にレーザ光が照射されることで励起された輝尽発光光を導く導光板51と、導光板51により導かれた輝尽発光光を集光する集光管52と、集光管52により集光された輝尽発光光を電気信号に変換する光電変換器53とを有している。
【００８１】
なお、この発明の画像読取装置には、図示しないが光学ユニット5により放射線エネルギーの読取処理がなされた後、輝尽性蛍光体プレート9に残留する放射線エネルギーを放出させるために輝尽性蛍光体プレート9に対して消去光を照射する消去装置が設けられている。
【００８２】
プレート支持部6は、X線撮影された輝尽性蛍光体プレート9を、光学ユニット5が移動する方向と平行に支持する。輝尽性蛍光体プレート9には、X線撮影により透過された潜像が記録されており、レーザ光照射装置によりレーザ光が照射され線量に応じた輝尽発光光を発する。輝尽発光光は光電変換器53により光電変換され、デジタル画像データが得られる。得たデジタル画像データは、しかる手段により放射線画像として可視化することができる。
【００８３】
外装カバー8は、これらの装置を覆うように設けられている。外装カバー8には輝尽性蛍光体プレート9を装置内部に投入、または排出するための投入・排出口81が設けられている。また、外装カバー8には、固定子20を点検のために取り出し、再び挿入するための固定子着脱口82が設けられている。
【００８４】
この発明を用いたシャフト型リニアモータ10は、可動子30に、予め被搬送物を搭載するための取付部材25である搬送台3を固定しており、機器に組み込む場合には、搬送台3に被搬送物を取り付けることで、搬送台3と可動子30の組み付けの必要がなく、簡素な構成で、調整無しで可動子30を機器に精度良く容易に組み込み可能である。
【００８５】
また、シャフト型リニアモータを用いるため、精度良く容易に組み込み可能であり、特にシビアな画質が求められる放射線画像読取装置で良好な画像を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
この発明は、特に複数の磁石を組み合わせて構成されるシャフト型リニアモータ、シャフト型リニアモータの製造方法、シャフト型リニアモータの製造装置及び放射線画像読取装置に適用でき、簡素な構成で、調整無しで可動子のコイルを精度良く整列させて製作でき、かつ機器に精度良く容易に組み込み可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】シャフト型リニアモータの概略構成図である。
【図２】可動子製造工程を示す図である。
【図３】ツバ付き円筒部材の斜視図である。
【図４】線材を巻き付けた状態を示すツバ付き円筒部材の斜視図である。
【図５】コイルの配線を示す図である。
【図６】コイルを有するツバ付き円筒部材を複数個連結させた構成の斜視図である。
【図７】可動子接着固定工程を示す図である。
【図８】固定部材と取付部材とを組み付けた状態の斜視図である。
【図９】組み付けた固定部材と取付部材に可動子が挿通された状態でシャフト状部材を組み付けた状態の斜視図である。
【図１０】可動子を保持し位置決めする状態の斜視図である。
【図１１】可動子を組み付けた状態の断面図である。
【図１２】固定部材を省略した図11のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】接着剤を充填した図11と同じ位置の断面図である。
【図１４】固定部材を省略した図13のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。
【図１５】シャフト状部材を取り外す状態を示す斜視図である。
【図１６】取付部材に可動子を固定した状態の断面図である。
【図１７】接着剤を充填した図11と同じ位置の他の実施の形態の断面図である。
【図１８】可動子の構成部品を示す斜視図である。
【図１９】コイルの接続を示す図である。
【図２０】放射線画像読取装置の実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８８】
1  シャフト型リニアモータ  20  固定子
21  パイプ状部材
24  磁石
25  取付部材
30  可動子
【図１】
2007053855.tif 000003
【図２】
2007053855.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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