(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、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。【選択図】図８
2007037203.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、前記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となっていることを特徴とするシャフト型リニアモータ。
【請求項２】
前記ツバ付き円筒部材は、接着によって連結されていることを特徴とする請求項1に記載のシャフト型リニアモータ。
【請求項３】
前記ツバ付き円筒部材の幅手方向の寸法は、前記固定子の磁極ピッチの１/３と同寸法であ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】
前記ツバ付き円筒部材の側面の少なくとも一方に、前記線材の外径寸法と同等以上の幅寸法のスリットが設けられ、
前記線材の巻き始めを前記スリットから出し、巻き終わりを巻き線した外面となるように巻き線したことを特徴とする請求項１乃至請求項３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５】
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。
【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、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。
【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】
【０００５】
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。
【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、前記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となっている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、前記ツバ付き円筒部材は、接着によって連結されていることを特徴とする請求項１に記載のシャフト型リニアモータである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記ツバ付き円筒部材の幅手方向の寸法は、前記固定子の磁極ピッチの１/３と同寸法であ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。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記ツバ付き円筒部材の側面の少なくとも一方に、前記線材の外径寸法と同等以上の幅寸法のスリットが設けられ、前記線材の巻き始めを前記スリットから出し、巻き終わりを巻き線した外面となるように巻き線したことを特徴とする請求項１乃至請求項３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。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、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】
【００１１】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、可動子が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となっており、コイル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、ツバ付き円筒部材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によって各コイルの絶縁性を確保することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、ツバ付き円筒部材が接着によって連結され、簡素な構成となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、ツバ付き円筒部材の幅手方向の寸法が、固定子の磁極ピッチの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。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、ツバ付き円筒部材の側面の少なくとも一方に、巻き付ける線材の外径寸法と同等の幅寸法のスリットが設けられているので線材の巻き始めを引き出す際に線材をスリットに通すことができ、ツバ付き円筒部材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。このため、スリットのない場合と比較して線材の一列の巻き数が増えるため巻き終えたコイルの外径が小さくなり、かつモータの性能面でも有利となる。
【００１６】
請求項５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】
【００１７】
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。
【００１８】
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３１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。
【００１９】
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。      
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
可動子３０は、図２乃至図７に示すように構成される。図２はツバ付き円筒部材の斜視図、図３はツバ付き円筒部材の正面図、図４は巻き付ける線材の外径寸法とスリットの幅寸法の関係を示す図、図５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６はコイルを有するツバ付き円筒部材の側面図、図７はコイルの配線を示す図、図８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。
【００２３】
可動子３０は、図８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。
【００２４】
ツバ付き円筒部材３２は図２乃至図６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、図６に示すように、両側のツバ３２ｂ，３２ｃによる幅手方向の寸法Ｗ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。
【００２５】
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。このスリット３２ｄは筒部３２ａの軸中心から放射線方向に対して所定角度傾斜させて形成され、図４に示すように、巻き付ける線材の外径寸法Ｄ１と同等以上の幅寸法Ｄ２である。
【００２６】
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５に示すようなコイル３１にする。線材の巻き始め３１ａを、図４及び図５に示すように、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Ｄ１と同等の幅寸法Ｄ２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。
【００２７】
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。
【００２８】
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７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、図６及び図８に示すように、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。
【００２９】
ツバ付き円筒部材３２は、図４に示すように、筒部３２ａの肉厚Ｄ１０が巻き付ける線材の外径寸法Ｄ１と同等以上である。筒部３２ａを薄肉にすることによって、図１及び図６に示すように、コイル３１と磁石２４の空間距離Ｌ０を短くできるので、より推力が得られる。
【００３０】
また、ツバ付き円筒部材３２の最外径Ｄ３０は、図６及び図８に示すように、コイル３１の外径Ｄ４０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ツバ付き円筒部材３２のツバ３２ｂ，３２ｃの部分の方がコイル３１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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
可動子３０は、図２乃至図７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８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。
【００３４】
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。
【００３５】
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２１が精度良くはまる。このシャフト状部材２１に必要数のツバ付き円筒部材３２を挿入し、両端から別部材で挟むことによりツバ付き円筒部材３２同士を密着させることにより、ツバ付き円筒部材３２のユニットの全長寸法を精度良く決定することができる。これにより、シャフト状部材２1とツバ付き円筒部材３２のユニットの原点位置を部品精度のみで決定することができることとなる。
【００３６】
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９に示す。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
このように、この発明を用いた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。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
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】
【００４７】
【図１】シャフト型リニアモータの概略構成図である。
【図２】ツバ付き円筒部材の斜視図である。
【図３】ツバ付き円筒部材の正面図である。
【図４】巻き付ける線材の外径寸法とスリットの幅寸法の関係を示す図である。
【図５】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６】コイルを有するツバ付き円筒部材の側面図である。
【図７】コイルの配線を示す図である。
【図８】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９】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】
【００４８】
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
３１  コイル
３２  ツバ付き円筒部材
【図１】
2007037203.tif 000003
【図２】
2007037203.tif 000004
【図３】
2007037203.tif 000005
【図４】
2007037203.tif 000006
【図５】
2007037203.tif 000007
【図６】
2007037203.tif 000008
【図７】
2007037203.tif 000009
【図８】
2007037203.tif 000010
【図９】
2007037203.tif 000011