(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の支持体により支持される固定子と、
第２の支持体により支持される可動子と、
前記第２の支持体を可動子の移動方向に移動可能に支持する第３の支持体と、
前記固定子を支持し、前記可動子の移動方向に移動可能に支持される第４の支持体とを有することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
請求項１の駆動装置において、
前記可動子はコイルを巻いた磁性体を有し、
前記固定子は永久磁石を配置したことを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第１の支持体が前記第４の支持体、前記可動子あるいは前記第２の支持体のいずれかにロープ状の部材により接続されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
上部磁極歯と下部磁極歯を有する第１極性の磁極と、上部磁極歯と下部磁極歯を有する第２極性の磁極とが交互に配置され、コイルが巻かれた可動子と、
複数の永久磁石が配置された固定子と、
前記固定子を支持する第１の支持体と、
前記可動子を支持する第２の支持体と、
前記第２の支持体を前記可動子の移動方向に移動可能に支持する第３の支持体と、
前記可動子あるいは前記第２の支持体にロープ状の部材により接続され、前記可動子の移動方向に移動可能に支持され、前記固定子を支持する第４の支持体とを有することを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
第１の支持体により支持される固定子と、
第２の支持体により支持される可動子と、
前記第２の支持体を可動子の移動方向に移動可能に支持する第３の支持体と、
前記固定子を支持し、前記可動子の移動方向に移動可能に支持される第４の支持体と、
前記可動子に支持される搬送物とを有し、
前記第４の支持体は前記可動子あるいは前記第２の支持体にロープ状の部材により接続されていることを特徴とする搬送システム。
【請求項６】
第１の支持体により支持される固定子と、
第２の支持体により支持される可動子と、
前記第２の支持体を可動子の移動方向に移動可能に支持する第３の支持体と、
前記固定子を支持し、前記可動子の移動方向に移動可能に支持される第４の支持体と、
前記可動子に支持されるドアとを有し、
前記第４の支持体は前記可動子あるいは前記第２の支持体にロープ状の部材により接続されていることを特徴とするドアシステム。
【請求項７】
上部磁極歯と下部磁極歯を有する第１極性の磁極と、上部磁極歯と下部磁極歯を有する第２極性の磁極とが交互に配置され、コイルが巻かれた可動子と、
複数の永久磁石が配置された固定子と、
前記固定子を支持する第１の支持体と、
前記可動子を支持する第２の支持体と、
前記固定子を支持し、前記可動子の移動方向に移動可能に支持される第４の支持体と、
前記第２の支持体を前記可動子の移動方向に移動可能に支持する第３の支持体とを有し、
前記第４の支持体は前記可動子あるいは前記第２の支持体にロープ状のものにより接続されることを特徴とするドアシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動子と固定子からなる駆動装置及びそのような駆動装置を利用したドアシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、リニアモータに代表される直線駆動を利用した駆動装置の需要が増大している。リニアモータは直線駆動が必要とされる分野では回転モータと比較して高速度・高精度位置決めが可能，保守が容易である等の利点を有しており、特に半導体製造装置，工作機械等の分野で需要が高い。しかしこれらの分野にとどまらず、上記の利点を活かしたドアシステム等の他の分野においてもリニアモータの需要が高まっていくことが予想される。
【０００３】
リニアモータには様々な方式がある。例えば、特開平１０−１７４４１８号公報（以下、従来例１と呼ぶ）には、固定子をコイルを巻いた複数のＣ型鉄心，可動子を永久磁石を複数配置した板状のもので構成し、可動子を固定子鉄心のギャップ間に配置したリニアモータが記載されている。また、特開２００１−28875号公報（以下、従来例２と呼ぶ）には、製造の容易化，省スペース化及び電力効率の向上を図るために固定子側に巻くコイルを一本だけとし、固定子には２種類の形状の鉄心を一つおきに同種のものとなるように複数配置したリニアモータが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のリニアモータを長ストローク駆動用途に用いた場合、固定子が長くなり、固定子の自重，加工精度の限界等の原因により固定子に変形が生じる。このような場合に、可動子が移動するときに固定子と可動子が接触し、摩擦抵抗によるロスが生じるため効率が低下する、という課題が生じる。特に固定子の変形が大きい場合には、可動子が固定子とレールとの間隔が狭い箇所を通過できなくなるという課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、駆動装置及びドアシステムにおいて、固定子が変形しているときの摩擦抵抗によるロスを低減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の駆動装置は、第１の支持体により支持される固定子と、第２の支持体により支持される可動子と、前記第２の支持体を可動子の移動方向に移動可能に支持する第３の支持体と、前記固定子を支持し、前記可動子の移動方向に移動可能に支持される第４の支持体とを有することを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記課題を達成するために、本発明の駆動装置は、上部磁極歯と下部磁極歯を有する第１極性の磁極と、上部磁極歯と下部磁極歯を有する第２極性の磁極とが交互に配置され、コイルが巻かれた可動子と、複数の永久磁石が配置された固定子と、前記固定子を支持する第１の支持体と、前記可動子を支持する第２の支持体と、前記第２の支持体を前記可動子の移動方向に移動可能に支持する第３の支持体と、前記可動子あるいは前記第２の支持体にロープ状の部材により接続され、前記可動子の移動方向に移動可能に支持され、前記固定子を支持する第４の支持体とを有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記課題を達成するために、本発明の搬送システムは、第１の支持体により支持される固定子と、第２の支持体により支持される可動子と、前記第２の支持体を可動子の移動方向に移動可能に支持する第３の支持体と、前記固定子を支持し、前記可動子の移動方向に移動可能に支持される第４の支持体と、前記可動子に支持される搬送物とを有し、前記第４の支持体は前記可動子あるいは前記第２の支持体にロープ状の部材により接続されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記課題を達成するために、本発明のドアシステムは、第１の支持体により支持される固定子と、第２の支持体により支持される可動子と、前記第２の支持体を可動子の移動方向に移動可能に支持する第３の支持体と、前記固定子を支持し、前記可動子の移動方向に移動可能に支持される第４の支持体と、前記可動子に支持されるドアとを有し、前記第４の支持体は前記可動子あるいは前記第２の支持体にロープ状の部材により接続されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記課題を達成するために、本発明のドアシステムは、上部磁極歯と下部磁極歯を有する第１極性の磁極と、上部磁極歯と下部磁極歯を有する第２極性の磁極とが交互に配置され、コイルが巻かれた可動子と、複数の永久磁石が配置された固定子と、前記固定子を支持する第１の支持体と、前記可動子を支持する第２の支持体と、前記固定子を支持し、前記可動子の移動方向に移動可能に支持される第４の支持体と、前記第２の支持体を前記可動子の移動方向に移動可能に支持する第３の支持体とを有し、前記第４の支持体は前記可動子あるいは前記第２の支持体にロープ状のものにより接続されることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は比較例の駆動装置の全体図、図２は比較例に用いられる可動子３，固定子６の詳細図である。可動子３，固定子６の向きは図に記した座標軸に示す通りである。図１及び図２において、固定子６はリニアモータの二次側に相当し、第１の支持体３０ａ，３０ｂに固定的に支持されている。固定子６には複数の永久磁石３４がＮ極，Ｓ極の向きが交互になるように配置されている。可動子３はリニアモータの一次側（コイルを巻いた磁性体を有する側）に相当し、第２の支持体３２を有し、第２の支持体３２によってｘ方向に移動可能に支持されている。第２の支持体３２は第３の支持体であるレール３３によりｘ方向に移動できるように支持されている。５１は第１の対向部を有するコア、５２は第２の対向部を有するコアでありコア５１，５２は磁性体で構成されている。コア５１とコア５２には上部と下部の磁極が互い違いになるように構成されている。ここで、コア５１の上部磁極歯１１ａと下部磁極歯２１ｂを第一の対向部と定義し、コア５２の下部磁極歯１２ｂと上部磁極歯２２ａを第２の対向部と定義する。よって、（２ｎ−１）番目のコアは第１の対向部、（２ｎ）番目のコアは第２の対向部になるように固定子を構成する（但し、ｎ＝１，２，３，……）。固定子６はコア５１の第一の対向部及び第二の対向部に挟持されている。可動子３はコアとコイル４からなり、固定子６は永久磁石，磁性体，非磁性体からなる。また、各対向部の上部磁極歯と下部磁極歯の間に一定のギャップ８を設け、ギャップ８に固定子６を通すと、固定子６が第１の対向部及び第２の対向部に挟持された構造を形成する。可動子３と固定子６の相対的な位置に応じてコイル４に単相の交流電流を流すと、リニアモータ各対向部の上部磁極歯と下部磁極歯の間のギャップ８には磁束が上部と下部の磁極歯間を交番して上下に流れ、可動子３に電磁力による駆動力が発生する。
【００１２】
固定子６が図３（ａ）のように完全に直線的に設置されていれば可動子３はスムーズにｘ方向に移動できる。しかし実際には、固定子６の自重，加工精度の限界等の原因により、固定子６に変形が生じる。図３（ｂ）は固定子６に変形が生じた例である。このような場合に、固定子６とレール３３との間隔が狭い箇所４２を可動子３が通過するときに固定子６と可動子３の内側が接触し摩擦抵抗によるロスが生じ効率が低下する。特に、固定子６の変形が大きい場合には可動子３が固定子６とレール３３との間隔が狭い箇所４２を通過できなくなるという課題がある。以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図中において、同一符号で示す構成要素は、同一物又は相当物である。
【００１３】
実施例１
図４は本発明の実施例１の駆動装置の全体図である。上記比較例と違う部分はレール３３上に、レールに沿って移動できるように第４の支持体３５ａ，３５ｂが支持されている点である。第４の支持体３５ａ，３５ｂは固定子６を支持部３６ａ，３６ｂにより支持している。これにより、固定子６の変形を抑え、固定子６と可動子３との接触部の摩擦抵抗によるロスを低減できる。第４の支持体３５の支持部３６は例えば図４（ｂ）に示すように車輪４３，軸受部３８により構成すると、支持体３５ａ，３５ｂがスムーズに移動できるので摩擦抵抗によるロスをさらに低減できる。
【００１４】
また、第４の支持体３５ａ，３５ｂはワイヤ，ピアノ線，ひも，チェーン等のロープ状の部材３９ｂ，３９ｃによって第２の支持体３２に接続されている。第４の支持体３５ａ，３５ｂは可動子３に接続されていてもかまわない。図５(ａ)において、可動子３が矢印３７の方向に移動した場合には、ロープ状の部材39ａが伸びきった後に第４の部材３５ａは可動子３に引っ張られ、可動子３と一定の距離を保ったまま可動子３と同じ方向に移動する。同様に可動子３が矢印３７とは逆の方向に移動した場合には、第４の支持体３５ｂが可動子３と一定の距離を保ち移動する。したがって、第４の支持体３５ａ，３５ｂは可動子３から常に一定の距離内にあるので、可動子３の存在する位置における固定子６の変形を効果的に抑えることができる。これにより、固定子６と可動子３との接触部の摩擦抵抗がさらに低減できる。また、摩擦抵抗の低減により可動子３が移動しやすくなり、可動子３の位置決め精度，応答速度等の制御特性が向上するという効果もある。さらに、可動子３あるいは固定子６の摩擦による損傷が低減され、それらの部品の交換等にともなうメンテナンスの労力が軽減されるという効果もある。
【００１５】
また、第４の支持体３５ａ，３５ｂはそれぞれロープ状の部材３９ａ，３９ｂにより第１の支持体３０ａ及び３０ｂに接続されている。ロープ状の部材３９ａ，３９ｂの長さの合計は、固定子６の長さよりも可動子３の長さ以上短くする。このようにすれば、可動子３が３７の方向に移動し固定子６の端まで到達しても、可動子３が第１の支持体３０ｂに接触することがないので可動子３の損傷を防ぐことができる。第１の支持体３０ａに接続されているロープ状の部材３９ａは第４の支持体３５ａに接続せずに、第２の支持体３２あるいは可動子３に接続してもかまわない。
【００１６】
本実施例では第２の支持体３２を支持するレール３３と第４の支持体３５を支持するレール３３を同一のものとしたが、別のものとしてもかまわない。
【００１７】
また、ロープ状の部材３９は可動子３への電力供給線，信号通信線を兼ねてもよい。このようにすると、配線の複雑化を避けることができる。
【００１８】
実施例２
図６は本発明の実施例２の駆動装置を示す全体図である。実施例１と違う部分は第４の支持体３５を５個としたことである。固定子６を支持する第４の支持体３５の数が多いので、固定子６の変形を抑える効果がより大きくなる。
【００１９】
実施例３
図７は本発明の実施例３の駆動装置を示す全体図である。実施例１及び２と違う点はレール３３を可動子３の側面に配置したことである。第４の支持体３５は実施例１と同様の方法により固定子６を支持する。本実施例によれば、スペースの制約によりレール３３が可動子３の側面に配置された場合にも、固定子６の変形を抑えることができる。
【００２０】
実施例４
図８は本発明の実施例４のドアシステムを示す図である。本実施例はドアシステムに実施例１の駆動装置を利用したものである。図８においてドア４０は可動子３に固定的に支持されている。ドア４０下部はガイド溝により支持され、ガイド溝とドアの間には摩擦低減部材、例えばローラベアリング等が用いられる。可動子３に駆動力が発生することにより矢印４１の方向にドア４０が移動し、ドア４０が開閉する。固定子６を第４の支持体３５によって支持することにより、固定子６の変形を抑えることができ、固定子６と可動子３との接触部における摩擦が低減される。したがって可動子３の移動にともなう摩擦抵抗によるロスが低減されるという効果がある。また、可動子３あるいは固定子６の損傷を低減することができ、部品の交換等の保守にともなう労力を軽減することができるという効果がある。またドア４０がスムーズに開閉し、ドアシステムの利用者が利用しやすくなるという効果がある。
【００２１】
本発明の技術思想は上記実施例に記載の駆動装置の方式に限らず、例えば可動子３，固定子６に引例１に記載のリニアモータを用いたものや、固定子に凹凸をつけた磁性体あるいは導体板を用いたもの、あるいは固定子をリニアモータの一次側とし、可動子を二次側としたもの等にも適用できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動装置において固定子の変形によって生じる摩擦抵抗によるロスを低減できる。
【００２３】
また、本発明によれば、ドアシステムにおいて固定子の変形によって生じる摩擦抵抗によるロスを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較例の駆動装置の全体図。
【図２】比較例の駆動装置に用いられるリニアモータの説明図。
【図３】比較例の駆動装置の説明図。
【図４】本発明の実施例１の駆動装置の全体図。
【図５】本発明の実施例１の動作の説明図。
【図６】本発明の実施例２の駆動装置の説明図。
【図７】本発明の実施例３の駆動装置を示す説明図。
【図８】本発明の実施例４のドアシステムの概略図。
【符号の説明】
３…可動子、４…コイル、６…固定子、１１ａ…磁極１の上部磁極歯、１２ｂ…磁極１の下部磁極歯、２１ｂ…磁極２の下部磁極歯、２２ａ…磁極２の上部磁極歯、３０ａ，３０ｂ…第１の支持体、３２…第２の支持体、３３…レール、
３４…永久磁石、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆ…第４の支持体、３６ａ，３６ｂ…支持部、３７…可動子の移動方向、３９,３９ａ,３９ｂ…ロープ状の部材、４０…ドア、４１…ドアの移動方向、４２…固定子とレールとの間隔が狭い箇所、５１…第１の対向部を有するコア、５２…第２の対向部を有するコア。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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