(57)【要約】【課題】簡素な構成で可動子の大きさを変更でき、かつコイルを精度良く整列させて製作できる。【解決手段】  複数の磁石24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を有するシャフト型リニアモータ10において、可動子30は、少なくとも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。【選択図】図3
2007037205.tif 000002
【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た線材を巻き付けてなる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、
前記可動子は、少なくとも前記複数個の空芯コイルの間に仕切り板を配置した状態で
軸方向に延びるチューブ状部材に挿通した構成である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た線材を巻き付けてなる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、
前記可動子は、
軸方向に延びるチューブ状部材と、
前記チューブ状部材に挿通される複数個の空芯コイルと、
少なくとも前記複数個の空芯コイルの間に配置される仕切り板と、
を有することを特徴とするシャフト型リニアモータ。
【請求項３】
前記チューブ状部材の外径は、
前記空芯コイルの内径に密着する寸法となっていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のシャフト型リニアモータ。
【請求項４】
前記仕切り板は、
前記空芯コイルの巻き始めか巻き終わりとなる線材を挿入可能な逃げ部を有することを特徴とする請求項1または請求項1または請求項2に記載のシャフト型リニアモータ。
【請求項５】
前記空芯コイルの幅をＬ、前記仕切り板の厚さ寸法をＴとし、所望のコイルピッチをPとした際、
Ｐ＝Ｌ＋Ｔの寸法となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のシャフト型リニアモータ。
【請求項６】
駆動源に請求項１〜5のいずれか1項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及び放射線画像読取装置に関する。
【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ため、製作精度が必要な上、作業性(生産性)が悪い。
【０００４】
また、連結する空芯コイルの数を変えるなどして可動子の大きさを変更することは容易でなく、例えばＯＡ機器、医用機器に応じてシャフト型リニアモータの仕様を容易に変更することができなかった。
【０００５】
この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、簡素な構成で可動子の大きさを変更でき、かつコイルを精度良く整列させて製作でき、さらに作業性(生産性)が向上するシャフト型リニアモータ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】
【０００６】
上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。
【０００７】
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た線材を巻き付けてなる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、前記可動子は、少なくとも前記複数個の空芯コイルの間に仕切り板を配置した状態で軸方向に延びるチューブ状部材に挿通した構成であることを特徴とするシャフト型リニアモータである。
【０００８】
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た線材を巻き付けてなる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、前記可動子は、軸方向に延びるチューブ状部材と、前記チューブ状部材に挿通される複数個の空芯コイルと、少なくとも前記複数個の空芯コイルの間に配置される仕切り板と、を有することを特徴とするシャフト型リニアモータである。
【０００９】
請求項3に記載の発明は、前記チューブ状部材の外径は、前記空芯コイルの内径に密着する寸法となっていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のシャフト型リニアモータである。
【００１０】
請求項4に記載の発明は、前記仕切り板は、前記空芯コイルの巻き始めか巻き終わりとなる線材を挿入可能な逃げ部を有することを特徴とする請求項1または請求項1または請求項2に記載のシャフト型リニアモータである。
【００１１】
請求項5に記載の発明は、前記空芯コイルの幅をＬ、前記仕切り板の厚さ寸法をＴとし、所望のコイルピッチをPとした際、Ｐ＝Ｌ＋Ｔの寸法となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のシャフト型リニアモータである。
【００１２】
請求項6に記載の発明は、駆動源に請求項１〜5のいずれか1項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及び請求項2に記載の発明によれば、複数個の空芯コイル間に仕切り板を設けた状態でチューブ状部材に挿通した構成であり、作業性(生産性)が向上する。また、連結する空芯コイル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、仕切り板により各空芯コイルの絶縁性を確保できる。
【００１５】
請求項3に記載の発明によれば、チューブ状部材の外径が空芯コイルの内径に密着することで、複数個の空芯コイルの内径面を精度良く整列させることができ、モータ性能が向上する。
【００１６】
請求項4に記載の発明によれば、空芯コイルの巻き始めか巻き終わりとなる線材を逃げ部に挿入し、巻き始めか巻き終わりとなる線材を逃がすことができるので、精度良く空芯コイルと仕切り板を密着させることができる。
【００１７】
請求項5に記載の発明によれば、空芯コイルの幅をＬ、仕切り板の厚さ寸法を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を確保できる。
【００１８】
請求項6に記載の発明によれば、駆動源に請求項１〜4のいずれか1項に記載のシャフト型リニアモータはコイルピッチの精度が高いので搬送性能に優れる。このため、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。また、立位、臥位と言った装置によって、被搬送物の搬送方向が水平・鉛直となっても、連結する空芯コイルの数を変更することで得られる推力を容易に変更できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明のシャフト型リニアモータ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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
可動子30は、図２乃至図6に示すように構成される。図2は可動子の構成部材の斜視図、図3は可動子の構成部材の組み付け状態の斜視図、図4は可動子の構成部材の組み付け状態の側面図、図5は仕切り板の厚さ、空芯コイルの外径、コイルピッチとの関係を示す図、図6はコイルの配線を示す図である。
【００２５】
可動子30は、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。
【００２６】
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。
【００２７】
チューブ状部材30ａは円筒であり、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2及び図4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。
【００２８】
各空芯コイル30ｂは、図6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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
この実施の形態では、図4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。この実施の形態では、コイルピッチＰが、固定子20の磁石24による磁極ピッチＳ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。
【００３２】
仕切り板30ｃの厚さＴは、図5に示すように、空芯コイル30ｂに使用する銅線の外径Ｄ50と同等以上であり、この仕切り板30ｃに形成した逃げ部30ｃ1に巻き始め30ｂ1を挿入しても逃げ部30ｃ1から外部に出ることがなく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。また、仕切り板30ｃの外径Ｄ2は空芯コイル30ｂの外径Ｄ20と同等以上であり、例えばシャフト型リニアモータ10を装置に組み込んだ際、可動子30の外面と対向する面に異物等があっても仕切り板30ｃの部分の方が空芯コイル30ｂの外面より大きいため、コイル外面(つまり線材)に異物が当たることによる線材の損傷を防ぐことができる。
【００３３】
さらに、この実施の形態では、図3及び図4に示すように仕切り板３０cの外形Ｄ２を空芯コイル３０ｂの外形Ｄ２０よりも大きくすることで、全体の表面積が増えるので放熱効果があがり、空芯コイル３０ｂで発生する熱を容易に放熱できる。
【００３４】
この実施の形態では、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Ｓの精度を出し、かつコイル間の絶縁を行っている。
【００３５】
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。
【００３６】
図2乃至図6に示すように、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。
【００３７】
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。
【００３８】
こ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7に示す。
【００３９】
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。
【００４０】
べ一ス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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
このように、この発明を用いたシャフト型リニアモータ10は、コイルピッチの精度が高いので搬送性能に優れる。このため、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。また、立位、臥位と言った装置によって、被搬送物の搬送方向が水平・鉛直となっても、連結する空芯コイル30ｂの数を変更することで得られる推力を容易に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
この発明は、特に複数の磁石を組み合わせて構成されるリニアモータ及び放射線画像読取装置に適用でき、簡素な構成で可動子の大きさを変更でき、かつコイルを精度良く整列させて製作できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】シャフト型リニアモータの概略構成図である。
【図２】可動子の構成部材の斜視図である。
【図３】可動子の構成部材の組み付け状態の斜視図である。
【図４】可動子の構成部材の組み付け状態の側面図である。
【図５】仕切り板の厚さ、空芯コイルの外径、コイルピッチとの関係を示す図である。
【図６】コイルの配線を示す図である。
【図７】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】
【００５１】
10  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
30  可動子
30ａ  チューブ状部材
30ｂ  空芯コイル
30ｃ  仕切り板
【図１】
2007037205.tif 000003
【図２】
2007037205.tif 000004
【図３】
2007037205.tif 000005
【図４】
2007037205.tif 000006
【図５】
2007037205.tif 000007
【図６】
2007037205.tif 000008
【図７】
2007037205.tif 000009