JPH08223899A - リニアモータを用いた走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行長を自由に設定可能なリニアモータを用
いた走行装置を得ることと共にリニアモータの有効な防
塵を行うこと。 【構成】 固定磁石片１２を多数、直線路に沿い列設し
たモータ静止体２６と、同静止体２６の固定磁石片と磁
気的相互作用を行って直線方向の走行力を得る電磁コイ
ル１５ａ等を内蔵した可動コイル体３０とを有したリニ
アモータを駆動源とし、直線走行路に沿って走行体３
４、５０を走行させる走行装置において、該リニアモー
タおよび直線走行路を単位長さ毎の走行ユニット５６と
して予め多数、形成し、所望の直線走行路長に応じて選
択した個数の走行ユニット５６を長さ方向に相互に連結
し得るように構成した。また、防護シート４０でリニア
モータを防護する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニアモータを駆動源
とする直線路における走行装置に関し、産業用ロボット
を始めとする産業機械を走行体とし、直線路に沿って延
設された固定磁石片と、該固定磁石片との間で電磁相互
作用を行って直線走行力を発生する可動コイル体とを有
して成るリニアモータの直線走行力により所望の直線走
行路に沿って設けられる走行装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】リニアモータを駆動源とした直線路の走
行装置は既存しているが、多くは、直線路の長さ、つま
り、走行ストロークが始めから既定距離であり、使用現
場での用途に応じて任意に走行ストロークを変更設定す
ることが不可能な固定構造に形成されている。

【０００３】他方、リニアモータを使用した直線走行装
置にロボット機体を搭載し、ロボット機体を複数の工作
機械間で直線移動により、走行可能な構成として各工作
機械との間でワークの供給や加工済み製品の受取り等を
行う構成のものも提供されている。しかし、この場合に
も工作現場の多種類の規模にも関わらず、走行装置の製
造元側で直線走行距離を数種類に始めから限定してロボ
ットと走行装置とを一体化して製造する構成としたもの
が一般的であった。つまり、工作機械のユーザーが加工
現場の規模に合わせて最適の直線走行長さを得るように
構成しようとすれば、必然的に特別注文の製品を得るこ
とと成って、コスト高となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】依って、従来の走行装
置は、走行距離に自由な選択が不可能であると言う欠点
を有すると共に走行距離を大きく取って製造されたもの
では、製造現場から使用現場への搬入運搬が著しく困難
であると言う不利を有している。しかも工作機械と組合
せて使用すべく、ロボット機体を直線走路に沿って移動
可能にする走行装置として用いたものの場合には、一般
的に駆動源のリニアモータの磁石部品を工作機械の加工
屑、切粉等の異物から保護するカバー類は、従来から蛇
腹式カバー装置を直線走路全長に渡って被覆せしめ、ロ
ボット機体の直線移動に従って蛇腹が伸縮する構成のも
のが設けられていた。

【０００５】然し、この種の蛇腹式カバー装置では、リ
ニアモータの走行速度に対する蛇腹の伸縮動作の追従性
が悪く、リニアモータのモータ性能を充分に利用しきれ
ない問題点があり、同時に蛇腹式カバーでは蛇腹の伸縮
案内レールを要する点で部品点数の増数や構造の複雑化
を免れ得ない。しかも、走行装置の直線路端部領域に蛇
腹の畳みしろスペースを予め確保しなければならないた
め、余分な空間の準備が必要になったり、走行路上に２
台のロボット機体等の走行体が走行する構成を設けた場
合には、両走行体の間に蛇腹式カバーの畳みしろが確保
されなければならないため、必然的に両走行体が相互に
接近する場合の最接近距離には制限を受けると言う不利
があった。

【０００６】依って、本発明の主たる目的は、上述した
従来の走行装置における問題点を解消することにある。
本発明の他の目的は、リニアモータを駆動源とし、直線
走行距離を用途条件に応じて自由に設定することが可能
なリニアモータを用いた走行装置を提供することにあ
る。

【０００７】本発明の更に他の目的は、リニアモータに
対する防塵カバーとして新規な構造を有した走行装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的に鑑みて、本
発明は、固定磁石片を多数、直線路に沿って列設した静
止体と、この静止体の固定磁石片と磁気的相互作用を行
って直線方向の走行力を得る電磁コイルを内蔵した可動
コイル体とを有してなるリニアモータを駆動源とし、直
線走行路に沿って走行体を走行させる走行装置におい
て、該リニアモータおよび直線走行路を単位長さ毎のユ
ニットとして予め多数、形成し、所望の直線走行路長に
応じて選択した個数のユニットを長さ方向に相互に連結
し得るように構成し、所望長に連結された直線走行路に
沿って走行体を移動可能な構成とした。また、リニアモ
ータにおける固定磁石片を有した静止体を外部から侵入
する加工屑、切粉、その他の塵埃、異物から防護する防
塵カバーは、長尺のシート状のカバーを上記静止体の全
長上面に渡って張設し、かつ該防塵カバーは走行体の機
体を貫通するように設け、走行体は防塵カバーと摺動接
触しながら走行する構成としたものである。

【０００９】本発明によれば、Ｎ極、Ｓ極の極面を有し
た複数の固定磁石を直線方向に順次に列設して静止体と
該静止体の各固定磁石と相互作用して直線方向に移動す
る可動コイル体とから成るリニアモータと、前記リニア
モータの移動方向と平行に延設される走行レールと該走
行レールに摺動係合した摺動足とから成る走行軌道と、
前記走行軌道の摺動足と前記リニアモータの可動コイル
体とを機体下部に有して直線走行する走行体と、を具備
して構成され、前記リニアモータの前記静止体と前記走
行軌道の走行レールとを一定の単位長さの走行ユニット
に形成すると共に該走行ユニットを直線方向に相互に連
結可能な構造に形成し、以て前記走行体は、使用時の所
要直線路長に応じて複数の前記走行ユニットを連結して
なる走路を走行し得る構成としたリニアモータを用いた
走行装置が提供される。

【００１０】なお、好ましくは、前記リニアモータと前
記走行軌道とから成る走路の全長に渡って張設され、該
リニアモータの静止体が有する固定磁石を塵埃や異物の
付着から防護する防護シートを設け、該防護シートは、
上記走行体の機体に設けたシート挿通空所を介して延設
されて、該走行体は防護シートと摺動走行する構成とし
た走行装置が提供される。

【００１１】

【作用】上述の構成によれば、リニアモータの静止体と
走行軌道の走行レールとを一定の単位長さの走行路ユニ
ットに形成すると共に該走行路ユニットを直線方向に相
互に連結可能な構造に形成したので、走行体は、使用時
の所要直線路長に応じて複数の走行ユニットを連結して
形成した走路を走行し得るのである。

【００１２】なお、防護シートは、走行体の走行、停止
に関わりなく、リニアモータの固定磁石を被覆している
ので、外部から塵埃や異物が落下付着するの防止し得る
ばかりでなく、金属切粉等の塵埃が磁気吸引力の影響で
付着する等の不具合の発生も防止できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて更に詳細に説明する。なお、図１は、本発明に係る
リニアモータを用いた走行装置の構成の１例を示す正面
図、図２は、防護シートと走行体との関係を略示する要
部斜視図、図３はユニット化したリニアモータとレール
との構造を示す斜視図、図４はリニアモータの一般的構
成を示す斜視図である。

【００１４】先ず、図４を参照すると、リニアモータ１
０の一般的構成が示されており、同モータ１０は基台１
１の表面に直線方向に交互に例えば、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ
極、・・のごとき順序で固定磁石片１２を配列したモー
タ静止体１３を有し、このモータ静止体１３の上方に作
用空隙を介して可動コイル体１４が直線方向に移動可能
に設けられている。この可動コイル体１４は内部に例え
ば三相の捲線（コイル）１５ａ〜１５ｃを有し、このコ
イル１５ａ等に駆動電流が供給されると同コイルとモー
タ静止体１３の固定磁石片１２との間で磁気引力、斥力
による直線走行力を発生し、可動コイル体１４が直線走
行を行う作用原理及び構成を有している。従って、この
可動コイル体１４に他の走行体１６をボルトねじ等の適
宜の結合手段で結合すれば、走行体１６は可動コイル体
１４と一体に直線走行できるのである。

【００１５】本発明は、上述のような作用原理を有した
リニアモータを利用して走行装置を構成するものであ
り、図１は、このような走行装置の正面図である。図１
において、床面上の基板２０にはモータ基台２２が高さ
調節可能に搭載されており、このモータ基台２２上に走
行基台２４が更に搭載されている。この走行基台２４上
にはリニアモータの静止体２６が設けられおり、この静
止体２６は、図４に図示したリニアモータ１０と同様に
固定磁石片が配列されている。

【００１６】また、走行基台２４上にはリニアモータの
静止体２６を挟んで左右に１対のレール２８ａ、２８ｂ
が直線方向に延設されている。他方、上記リニアモータ
の静止体２６と上下に作用空隙を介して対向した可動コ
イル体３０が走行板３４の下面に装着されている。この
可動コイル体３０は、内部に既述の図４に示した可動コ
イル体１４の電磁コイル１５ａ等と同様なコイル３２を
内蔵し、この電磁コイル３２に駆動電流が供給されるこ
とにより、走行板３４と一体となって可動コイル体３０
が直線走行するものである。

【００１７】走行板３４の下面には、上記の可動コイル
体３０と共に１対の走行ブロック３６ａ、３６ｂが摺動
足として取着されており、これらの走行ブロック３６
ａ、３６ｂは上記レール２８ａ、２８ｂに円滑に係合し
て走行板３４の走行を円滑に案内すると同時にリニアモ
ータの静止体２６と可動コイル体３０との間の作用空隙
を一定量に精密に維持するように支持し得る構成となっ
ている。

【００１８】ここで、走行板３４は、図示例では上下に
３つの板材３４ａ，３４ｂ，３４ｃを重畳した構成を有
し、３４ａと３４ｃとの間に空所３８を形成し、この空
所３８内に後述する防護シート４０が挿通されている。
すなわち、防護シート４０は走行方向に長尺のシート材
料から形成され、この防護シート４０によって、リニア
モータの静止体２６上に配設された固定磁石片に対して
外部の塵埃、異物等が落下、付着したときにこれらが磁
石片に付着しないように防護されているのである。特
に、走行板３４上に搭載される走行体５０が工作機械と
の間で未加工ワークや加工済みワークの授受を行うロボ
ット機体であるときには、走行装置によってロボット機
体を直線路に沿った工作機械とのワーク授受位置に移動
させて所定の手順でワークの授受作業を遂行するが、そ
のような時に、工作機械側から金属加工屑や金属切粉等
が走行装置に向けて飛散する惧れがあり、このような加
工屑や切粉が落下してリニアモータの固定磁石片の磁気
作用下で該磁石に付着すると、リニアモータの走行性能
を劣化させる。

【００１９】従って、防護シート４０は走行板３４の空
所３８を介して走行路の全長域に渡って張設しておくこ
とにより、防塵作用が得られるのである。なお、好まし
くは、左右一対のレール２８ａ，２８ｂの側面域から上
方域に渡って側方からの塵埃、異物の侵入を防止すべ
く、適宜の板金構造体から成る覆い４４ａ、４４ｂを設
けておく。この覆い４４ａ、４４ｂも直線走行路の略全
長に渡って被覆するように長尺のカバー板として形成さ
れており、この覆い４４ａ，４４ｂが上述の防護シート
４０と協動することにより、リニアモータを塵埃、異物
等から略完全に防護することができるのである。然しな
がら、予め、側面領域からの塵埃等の侵入は無いような
走行装置の使用現場では、覆い４４ａ又は４４ｂを省略
することもできる。

【００２０】さて、図２は防護シート４０が走行板３４
の中央部分に形成したシート挿通用の空所３８を介して
延設されている様子を示している。この防護シート４０
は、好ましくは、ガラス繊維体から成るシート材をコム
材で被覆してなる市販のシート材料によって形成される
が、所要に応じて金属シート等を用いることも可能であ
る。

【００２１】そして、防護シート４０は通常は、一定の
緊張状態を維持することにより、走行板３４及びその走
行板３４上に搭載された走行体５０（図１参照）が緊
張、張設された防護シート４０の縁部分とのみ接触しな
がら円滑に走行し得る構成とすることが好ましい。この
ために、走行板３４に形成した防護シート４０の挿通用
の空所３８の内周壁には例えば、４フッ化エチレンシー
ト等の樹脂シート３８ａを接着等により予め取着し、防
護シート４０との接触抵抗を極力、低減させておくこと
が好ましい。つまり、このように一定の緊張状態に維持
すると、走行板３４と防護シート４０との長期に渡る摺
動で防護シート４０が、伸びを生じてたるむような状況
になったとき、直ちに伸びた分を吸収して防護シート４
０の緊張状態が回復され、走行体５０の円滑な走行が保
証されると言う利点を有しているのである。

【００２２】なお、防護シート４０は、走行体５０が走
行する全長に渡って張設されるが、防護シート４０の一
端を適宜、鋲止め等で床面上の固定ブロック等に止着
し、他端は、防護シート４０を図２の右端側に示すよう
にロール状に適当な円筒管４１等に巻き取り、ばね弾性
手段（図示略）等で常に巻き込み方向にバネ付勢して常
時、弛みの無い一定の調節された緊張力を付与するよう
に構成しておくことが好ましい。

【００２３】さて、ここで、図３を参照すると、本発明
の１つの特徴として上述したリニアモータにおける固定
磁石片１２を有した静止体２６と一対のレール２８ａ，
２８ｂとを基本要素とし、枕木５２等も組み合わせて一
定単位長さを有する１つの組立体、すなわち走行ユニッ
ト５６を多数個、形成しておく構成をするのである。こ
のように単位長さを有した走行ユニット５６を多数個、
形成し、これらを長さ方向に例えば、ボルトねじで相互
に連結し得る構造としておけば、所望長さ長さのリニア
モータとレール構造体とを自由に得ることが可能とな
る。

【００２４】従って、リニアモータを用いた走行装置は
使用する現場の用途条件に合わせて適正な長さに組立て
ることが可能となる。また、使用時に必要に応じて更に
長さの継ぎ足しや縮小等も可能となる。このように走行
ユニット５６を組み立てる構成としておけば、ある場所
から他の場所へ走行装置を移動、設置する場合にも、一
旦、分解して運搬し、別の使用場所で再度、組立てるこ
とも可能となり、運搬作業の簡便化をも達成することが
できる。

【００２５】以上に説明したように、本発明よるリニア
モータを利用した走行装置は、走行体、例えば、産業用
ロボット、工作機械等の加工機械、溶接機械や塗装機械
等の種々の産業機械等の直線走行装置として利用できる
と共に、これらの機械等の実際の使用現場における用途
条件に応じた走行距離を有した走行装置を構成すること
が可能となる。

【００２６】

【発明の効果】すなわち、本発明によれば、固定磁石片
を多数、直線路に沿って列設したモータ静止体と、この
静止体の固定磁石片と磁気的相互作用を行って直線方向
の走行力を得る電磁コイルを内蔵した可動コイル体とを
有してなるリニアモータを駆動源とし、直線走行路に沿
って走行体を走行させる走行装置において、該リニアモ
ータおよび直線走行路を単位長さ毎の走行ユニットとし
て予め多数、形成し、所望の直線走行路長に応じて選択
した個数のユニットを長さ方向に相互にねじ止め手段等
で連結し得るように構成し、所望長に連結された直線走
行路に沿って走行体を移動可能な構成とした。

【００２７】従って、走行体の走行距離は任意に選定す
ることが可能となり、長さ固定の走行装置と異なり、無
駄を排除し、使用現場に最適な走行ストロークの走行装
置を構成し得る点で製造コストの実質的低減が可能とな
る。また、製造工場から使用現場への走行装置の運搬、
或いは使用現場内での移動等にも単位走行ユニットに分
解して搬送できるので、運搬等の簡便性を一段と向上さ
せることが可能となるのである。しかも、１対のレール
を組み込んだ走行ユニットは、走行体側に取着される走
行ブロックとの協動により円滑かつ高精度の摺動案内を
行うので、リニアモータの作用空隙を精密な空隙寸法に
維持できると言う効果も奏する。

【００２８】また、リニアモータにおける固定磁石片を
有した静止体を外部から侵入する加工屑、切粉、その他
の塵埃、異物から防護する防塵カバーは、長尺のシート
状のカバーを上記静止体の全長上面に渡って張設し、か
つ該防塵カバーは走行体の機体を貫通するように設け、
走行体は防塵カバーと摺動接触しながら走行する構成と
したものである。従って、リニアモータの清浄性を確保
することが可能となり故に、リニアモータの性能維持を
図ることができる。この結果、走行装置の保守作業、メ
ンテナンス作業の簡略化を図り得る効果を得ることも可
能となる。しかも防護シートは従来から多用される蛇腹
式シートとことなり、畳み込みしろ等を要しないので、
走行ストローク長に無駄空間が無くなり、有効な空間利
用が可能となる点でも効果が大きい。

【００２９】更に、防護シートを常時、ばね力等で張力
を与えた構成としておけば、防護シートのたるみを吸収
でき、走行体の円滑な走行に阻害されることが無いと言
う効果をも奏するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリニアモータを用いた走行装置の
構成の１実施例を示す正面図である。

【図２】防護シートと走行体との関係を略示する要部斜
視図である。

【図３】ユニット化したリニアモータとレールとの構造
を示す斜視図である。

【図４】リニアモータの一般的構成を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

２６…モータ静止体 ２８ａ、２８ｂ…レール ３０…可動コイル体 ３２…電磁コイル ３４…走行板 ３６ａ、３６ｂ…走行ブロック ３８…シート挿通用空所 ４０…防護シート ４４ａ、４４ｂ…覆い ３８ａ…樹脂シート ５０…走行体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎ極、Ｓ極の極面を有した複数の固定磁
   石片を直線方向に順次に列設して静止体と該静止体の各
   固定磁石片と相互作用して直線方向に移動する可動コイ
   ル体とから成るリニアモータと、 前記リニアモータの移動方向と平行に延設される走行レ
   ールと該走行レールに摺動係合した摺動足とから成る走
   行軌道と、 前記走行軌道の摺動足と前記リニアモータの可動コイル
   体とを機体下部に有して直線走行する走行体と、を具備
   して構成され、 前記リニアモータの前記静止体と前記走行軌道の走行レ
   ールとを一定の単位長さの走行ユニットに形成すると共
   に該走行ユニットを直線方向に相互に連結可能な構造に
   形成し、以て前記走行体は、使用時の所要直線路長に応
   じて複数の前記走行ユニットを連結してなる走路を走行
   し得る構成としたことを特徴とするリニアモータを用い
   た走行装置。
2. 【請求項２】 前記リニアモータと前記走行軌道とから
   成る走路の全長に渡って張設され、該リニアモータの静
   止体が有する固定磁石を塵埃、異物の付着から防護する
   防護シートを設け、 前記防護シートは、前記走行体の機体に設けたシート挿
   通空所を介して延設されて、該走行体は防護シートと摺
   動走行する構成とした請求項１に記載のリニアモータを
   用いた走行装置。
3. 【請求項３】 前記防護シートを常時、緊張支持するシ
   ート緊張手段を備えと共に、前記走行体の前記機体に設
   けたシート挿通空所の壁面には摺動円滑材を装着して該
   防護シートと機体との円滑摺動が行われるようにした請
   求項２に記載のリニアモータを用いた走行装置。