JPH09308018A

JPH09308018A - リニア駆動装置

Info

Publication number: JPH09308018A
Application number: JP8150106A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kawai; 孝河合
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1996-05-20
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気吸引力が発生した場合でも、部材の変形
を抑制し、１次側と２次側との間の空隙の大きさを一定
にすることで、片側式リニア誘導モータのモータ効率を
向上させて小形化し、かつ騒音及び振動を低減し、装置
全体を軽量化することのできるリニア駆動装置を提供す
ること。【解決手段】１次側固定子１４が複数設けられた走行
軌道１２上を移動する可動部２２の、リム支持機構１７
によって支持され磁性体１６ａ及び非磁性体１６ｂから
成る２次側導体１６に、１次側固定子１４の上面に当接
しながら回転し、剛性のある非磁性材料より成る回転ロ
ーラ３１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、片側式リニア誘導
モータを駆動源として用いたリニア駆動装置、例えばク
リーンルームや病院内に設けられたリニア搬送装置など
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】片側式リニア誘導モータを推進源とした
装置として、例えば図１０及び図１１に示されるような
リニア搬送装置１があるが、これは、クリーンルームや
病院内の所定の場所へ物品を搬送するために、クリーン
ルームや病院内に延びる走行軌道２（図においては一部
のみが示されている）を有している。図１０は、この走
行軌道２の一部を横から見た部分正面図であり、図１１
は図１０の［１１］−［１１］線方向から見た断面図で
ある。この走行軌道２の断面形状は図１１に示されるよ
うな形状をしており、すなわち両端部に上部外方へと斜
めに突出した突条部２ｂが設けられ、中央部には下方に
突出した突条部２ａが設けられた形状となっている。こ
の突条部２ａは、取付面５１に載置された複数の架設台
５（図１０においては２つのみ示されている）に防振ゴ
ム３を介して支持されている。なお、突条部２ｂは、図
１１に示されるように上方外部へと斜めに突出している
が、その上面２ｂｂは平坦に形成されており、その外方
側面２ｂａも滑らかに形成されている。更に、図１０に
示されるように走行軌道２上には、複数の１次側固定子
４（図においては１つのみ示されている）が、走行方向
に所定の間隔（これはリニア搬送装置の大きさや後述す
る可動部の大きさや移動速度などにより決まる）で断続
的に配設されており、各１次側固定子４は、主に複数の
櫛形状の鉄心４ａと、鉄心４ａに巻装され図示しない電
源回路に接続されたコイル４ｂ（図ではコイル４ｂの全
体としての外形を示しているから構成されている。更
に、コイル４ｂ及び鉄心４ａの損傷などを保護するため
に、鉄心４ａの突条部の間の、すなわちコイルが巻装さ
れている部分に嵌合するような突出部を有し、例えばプ
ラスチックなどでなるカバー４ｅが設けられている。

【０００３】走行軌道２の上方には、２次側導体６、リ
ム支持機構７及びコンテナボックス８を有した可動部１
０が配設されている。２次側導体６は、１次側固定子４
と所定の大きさを有するエアギャップＳ’（空隙）をお
いて対向するように配設され、鉄などから成る平板状の
磁性体６ａを上部に、銅やアルミニウムなどから成る非
磁性体６ｂを下部として張り合わせた構造をしている。
なお、２次側導体６の磁性体６ａは、図１１に示される
ように、後述する磁気吸引力による曲げに、十分に耐え
得るように、進行方向と平行な端部が上部に直角に屈曲
した屈曲部６ａｂを有した形状になっている。２次側導
体６は、図１０に示されるように２つのリム支持機構７
で、かつ図１１に示されるようにリム支持機構７の中央
に吊り上げられるように設けられている。リム支持機構
７は、リム部７ｃの両側を下方に屈曲させ、その下方端
部に走行軌道２の突条部２ｂの傾斜した外方側面２ｂａ
を走行するローラ７ａと、突条部２ｂの上面２ｂｂを走
行するローラ７ｂとを有している。ローラ７ｂは、リム
支持機構７を所定の高さに保持したまま、すなわちエア
ギャップＳ’を一定に保ったまま走行軌道２を走行する
ためのものであり、ローラ７ａは、リム支持機構７が走
行軌道２上を外れずに移動するように、すなわち可動部
１０の走行をガイドするためのものである。更に、リム
支持機構７の上方には、平板５０を渡した上に、複数の
防振ゴム９を介して搬送物を載置するためのコンテナボ
ックス８が設けられている。

【０００４】従来のリニア駆動装置の１つであるリニア
搬送装置１は、上記のような構造をしているが、次にこ
の作用について説明する。

【０００５】１次側固定子４のコイル４ｂに図示しない
電源回路から給電されると、１次側固定子４と２次側導
体６との間に大きさの変化する磁束が発生する。これに
より、公知のように２次側導体６に渦電流が発生し、更
にフレミングの左手の法則に従って、図１０の左方向か
右方向に推進力（コイル４ｂの電流の流れる方向により
推進力の方向が変わる）が２次側導体６に作用する。そ
のため、２次側導体６が取り付けられた可動部１０は、
リム支持機構７のローラ７ａ、７ｂがそれぞれ外方側面
２ｂａ、上面２ｂｂを転がることによって、走行軌道２
上を移動する。従って、２次側導体６と１次側固定子４
とが対向する位置において、可動部１０が加速される。
また、２次側導体６が１次側固定子４と対向しない位置
では、慣性力により惰走する。すなわち１次側固定子４
が走行軌道２上に断続的に複数、配設されているため
に、加速と惰走を繰り返して可動部１０は、走行軌道２
上を移動する。

【０００６】ところで、特開昭６３−２４９４６１号公
報の磁気結合構造には、屋外や浴室などの水のある環境
下においても使用可能で、かつ推進力を大きくできるリ
ニア駆動装置が開示されている。これは、リニアモータ
の可動子の下方に磁石と磁性体でなる部材とを交互を設
け、隔壁を介して、その磁性体でなる部材に対向するよ
うに可動部の磁石と同極の磁石を磁気的に結合する可動
部を設け、更に可動部に非磁性体で成る一対のローラを
回動自在に設けることによって、磁石同士の反発力及び
磁性体部材と磁石との吸引力により、及びローラによる
スライド抵抗を大きく低減したことによって、装置の推
進力を大きくしたものであり、リニアモータの可動部の
両側に２つの磁石を配置した両側式リニア誘導モータを
駆動源としているが、ローラによりスライド抵抗を低減
して推進力を大きくしている。

【０００７】図１０及び図１１のような従来例のリニア
搬送装置１においても推進力を大きくするための工夫が
されており、推進力を発生させるためには２次側が導体
であることが必要であるが、銅やアルミニウムなどの非
磁性体のみでは推進力が著しく小さいので、従来例で
は、非磁性体６ｂとともに磁性体６ａを用いている。し
かしながら、磁性体６ａを用いると、２次側導体６と１
次側固定子４との間に、推進力に対して直角方向で、か
つ推進力の数倍の大きさの磁気吸引力が発生する。この
磁気吸引力により、２次側導体６の磁性体６ａ及び１次
側固定子４が相互に引き合う。そのため、可動部１０の
２次側導体６は、リム支持機構７に支持されているの
で、図１０の一点鎖線Ａで示すように２次側導体６の中
央部が、１次側固定子４の方に撓み、また、図１１に示
されているように、中央に２次側導体６を設け両側のロ
ーラ７ｂで走行軌道２を走行しているリム支持機構７の
リム部７ｃの中央も、２次側導体６に作用する磁気吸引
力によって、図１１の一点鎖線Ｂのように撓む。また、
１次側固定子４が設けられた走行軌道２も、磁気吸引力
により架設台５を支点として２次側導体６に引き寄せら
れるように変形する。すなわち図１０に示される走行軌
道１２の中心線Ｃが、一点鎖線Ｃ’のように撓む。

【０００８】従って、磁気吸引力により変形する（撓
む）部材、すなわち１次側固定子４、リム支持機構７、
走行軌道２などを、この変形に耐え得る強度に強化する
必要があり、そのために部材を厚くすると、装置全体の
重量が増加してしまう。そのため可動部１０の重量が増
加する場合には、コンテナボックス８に積載する搬送物
の重量を減らすか、又はモータの推進力を大きくする必
要がある。更に、１次側固定子４及び走行軌道２の固定
部の強度を強化のために、これらの重量を増大すると、
走行軌道２を支持している架設台５を強化する必要があ
る。従って、架設工事費などのコストが大巾に大きくな
るという問題がある。

【０００９】また、一般に、リニアモータでは、１次側
固定子４と２次側導体６との間のエアギャップを、長い
ストロークに渡って均一に維持することができないの
で、回転形モータの０．０５〜０．１０ｍｍのエアギャ
ップの１．５倍〜２倍の大きさとなって、回転形モータ
の力率、効率よりも悪いのであるが、上記の磁気吸引力
による部材の変形が起こると、その変形（撓み）分を考
慮して、そのエアギャプの大きさを更に大きくしなけれ
ばならない。そのため、一層、モ−タ効率が悪くなり、
モータを大きくする必要がある。そしてモータを大きく
すると、そのモータが設けられている走行軌道２を支持
する架設台５を強化する必要があり、従って、架設工事
費などのコストが、更に大きくなる。

【００１０】更に、上記の磁気吸引力による部材の変形
は、可動部１０が走行軌道２上に複数設けられた１次側
固定子４を通過する毎に起こるため、振動、騒音が発生
する。クリーンルームや病院内図は、この振動、騒音は
大きな問題であり、そのためこれを低減させるために、
図１０及び図１１に明示されているように、走行軌道２
と架設台５との間やコンテナボックス８とリム支持機構
７との間などに防振ゴム３、９を設けている。更に、場
所によっては防音壁を併用するため、工事費が増大す
る。なお、防振ゴム３、９は、それ自体が撓むことよっ
て振動を抑制しているので、例えば、振動を抑制するた
めに走行軌道２の下に配設されている防振ゴム９が撓む
と、走行軌道２の保持高さが変化するので、防振ゴム９
の配置や可動部１０の速度などによっては、可動部１０
が上下動を伴った走行となり、正確な位置決めができな
くなる。また、例えば整列した医療用器具（メスやハサ
ミなど）を搬送する場合に、これを収容するコンテナボ
ックス８が取り付けられた可動部１０が上下動を伴った
走行をすると、その医療器具の整列がくずれて乱雑にな
ることがあり、特にメスなどが乱雑となると、それを再
び整列させることは大変危険である。

【００１１】また、鉄心４ａとコイル４ｂからなる１次
側固定子４と２次側導体６との間に生じる磁界中にエア
ギャップがある場合、コイル４ｂに流れる電流が、電圧
が一定でもエアギャップに変動があると、発生する推進
力が大きく変動する。このエアギャップの変動は、エア
ギャップが小さいときに生じると推進力の変動が大きい
ので、発生した磁気吸引力による部材の変形により、１
次側固定子４と２次側導体６との間のエアギャップが不
均一となると、発生する推進力が著しく変動し、可動部
１０の正確な位置決めができないだけではなく、その動
きが不均一となり、場合によっては所定の動作を行なう
ことができなくなる。また、１次側、２次側の撓みで、
エアギャップが小さくなると、ごみなどがかみ込み、走
行不能となる場合がある。

【００１２】ところで、リニアモータのエアギャップを
一定に保持する技術として、特開平２−２４１３５３号
公報の円筒型リニアモータのエアギャップ調節装置及び
特開平２−４１６０６号公報のリニアモータ搬送装置が
開示されている。特開平２−２４１３５３号公報には、
可動子と固定子との間の所定のエアギャップを一定に保
持し、かつ騒音を低減する技術が開示されているが、こ
れは、可動子の上部及び下部に回転可能に固定された複
数のローラと、ローラを固定子の中心軸方向に付勢して
エアギャップを一定に保持するばねなどを有した円筒型
リニアモータによって、可動子と固定子との間に磁力が
働いていない場合や固定子に衝撃、振動などが加えられ
た場合でも、固定子を転がるローラがばねによって付勢
されているので、エアギャップ変動を防止できるという
ものである。また、特開平２−４１６０６号公報には、
断続的に配設されている１次側又は２次側に設けられて
いる案内レールの上のみを走行する案内車輪を有するリ
ニアモータ台車と、搬送車用軌道上のみを走行するため
の車輪を有する搬送車とを自在継手を介して結合して搬
送車を走行させることによって、２次側が１次側と対向
する際に、２次側を支持する案内車輪がほとんど摩耗す
ることがなく、従って、案内車輪の摩耗によるエアギャ
ップの精度の低下を防止できるので、１次側と２次側の
エアギャップを一定に長く保持できるというものであ
る。これらの公報はギャップを一定にする手段が開示さ
れているが、しかしながら、どれも推進力と同時に発生
する磁気吸引力によって生じる上記の課題を解決する技
術ではない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の課題に
鑑みてなされ、磁気吸引力が働いている場合でも１次側
と２次側との間の空隙を一定に保持し、従って、モータ
の効率を向上させることができ、そのためモータを小形
化することができ、更に、磁気吸引力による部材の変形
を抑制して、振動、騒音を低減し、装置全体を軽量化・
小形化することができるリニア駆動装置を提供すること
を課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、磁束を発
生する１次側と、該１次側の一方に所定の空隙をおいて
該１次側と対向するように配設され、磁性体を有する２
次側とを具備し、前記１次側と前記２次側とに流れる磁
束により発生する推進力によって、前記１次側及び前記
２次側の一方が、前記１次側及び前記２次側の他方に対
して移動させる片側式リニア誘導モータと、前記１次側
及び前記２次側の前記一方に取り付けられ、前記１次側
及び前記２次側の前記一方を前記他方に対して支持する
支持部材とを有するリニア駆動装置において、前記１次
側及び／又は前記２次側に、剛性のある非磁性材料でな
る回転部材を設け、該回転部材が前記１次側の前記２次
側と対向する面及び／又は該２次側の前記１次側と対向
する面に当接して回転しながら、前記１次側及び前記２
次側の前記一方が、前記１次側及び前記２次側の前記他
方に対して移動することを特徴とするリニア駆動装置、
によって解決される。

【００１５】本発明では、片側式リニア誘導モータと、
この片側式リニア誘導モータの１次側及び２次側の一方
を支持する支持部材とを有するリニア駆動装置に、剛性
のある非磁性材料でなる回転部材を片側式リニア誘導モ
ータの１次側及び／又は２次側に設け、この回転部材が
１次側の２次側と対向する面及び／又は２次側の１次側
と対向する面に当接して回転しながら、１次側及び２次
側の一方が、１次側及び２次側の他方に対して移動する
ので、１次側と２次側の間に発生する磁気吸引力によっ
て、１次側に固着された部材及び２次側に固着された部
材などが引き合うような形状に変形しようとしても、す
なわち１次側と２次側との間の空隙が小さくなるように
変形しようとしても、１次側及び／又は２次側に設けら
れた剛性のある回転部材によってその空隙の大きさが一
定に保たれるので、その変形を阻止できる。従って、空
隙の大きさの変動のために部材の強度を強くせずともよ
く、装置全体を軽量化することが可能であり、そのため
架設工事費を低減することができる。また、回転部材は
１次側の２次側と対向する面及び／又は２次側の１次側
と対向する面に当接して回転するので、発生した推進
力、すなわち１次側及び２次側の一方の移動を妨げるこ
とがない。更に、空隙を所定の大きさに保つことができ
るので、磁気吸引力による変形分の大きさを考慮して空
隙の大きさを決める必要がなく、空隙の大きさを小さく
することができ、従ってリニア誘導モータの効率を向上
させることができ、リニア誘導モータの小形化が可能と
なる。また、空隙を所定の大きさに保つことができるの
で、安定した推進力が得られ、１次側及び２次側の一方
を正確に位置決めをすることができ、その動きも滑らか
にすることができる。更に、磁気吸引力による撓み変形
を抑えられるので、振動や騒音を低減することができ
る。そのため、従来、部材と部材の間に配設していた防
振ゴムを設けずとも、充分に振動や騒音を低減すること
ができるので、部品点数を減らすこともできる。従っ
て、組立工数も少なくなり、組み立てが容易となるの
で、更なるコストダウンを図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】磁性体を有した２次導体を用いる
片側式リニア誘導モータで駆動され、１次側及び２次側
の一方（可動部）に設けられた支持部材を有するリニア
駆動装置において、１次側及び／又は２次側に回転部材
を設け、１次側及び２次側の一方（可動部）に推進力が
発生するのと同時に磁力吸引力が発生する場合に、回転
部材が１次側の２次側と対向する面及び／又は２次側の
１次側と対向する面に当接して回転しながら、１次側及
び２次側の一方（可動部）が１次側及び２次側の他方
（固定部）に対して移動するようなリニア駆動装置にす
れば、回転部材が磁気吸引力による部材の変形を抑制し
ながら、１次側及び２次側の一方（可動部）がスムーズ
に移動することができるので、リニア駆動装置の軽量が
可能であり、架設工事費を減少させることができる。更
に、回転部材によって、１次側と２次側との間に設けら
れた空隙の大きさを一定にすることができるので、その
空隙の大きさを更に小さくすることができ、従ってモー
タ効率を向上させることができる。故に、片側式リニア
誘導モータの大きさを小さくすることができる。更に、
振動や騒音も低減する。

【００１７】なお、１次側及び２次側の一方（可動子）
に設けられた支持部材が、所定の空隙を一定に保持する
ための機能と、１次側及び２次側の一方（可動子）が所
定の径路を移動するためガイド機能を有するようにすれ
ば、１次側及び２次側の一方（可動子）が、所定の径路
から脱落することなく、従って、リニア駆動装置が確実
に所定の動作をすることができ、すなわち例えばリニア
搬送装置であれば、確実に搬送物を所定の場所に搬送す
ることができる。

【００１８】また、導体でなる２次側を可動させるよう
な構造とすれば、磁束を発生するための１次側を可動さ
せるよりも、可動部の重量を軽減することができるの
で、すなわち移動する重量が小さくなるので、リニア駆
動装置の架設部をそれほど強化せずともよく、すなわち
架設工事費を低減することができる。また、２次側を可
動部とすれば、可動部に給電する必要がなく、ケーブル
処理を容易に行なうことができる。

【００１９】更に、回転部材を球状とすれば、１次側及
び２次側の一方（可動子）が１次側及び２次側の他方
（固定子）に対して移動する際に、その所定の径路が急
に曲がっている場合でも、支持部材のガイドに従って自
由に所定の径路をスムーズに移動することができるの
で、急カーブ曲線を通過する際でも、１次側及び２次側
の一方（可動子）が設けられた可動部に無理な力が加わ
ることがなく、容易に方向が変えることができるので、
可動部を構成している部材の耐久性が向上する。

【００２０】また、回転部材を１次側及び２次側の一方
（可動子）に設けるようにすれば、従来の１次側及び２
次側の他方（固定子）を有した固定部の構造に、この１
次側及び２次側の一方（可動子）を有した可動部を取り
付けて使用することも可能であり、この場合にも、モー
タの１次側と２次側との間の空隙を小さくできるので、
モータ効率を向上させることができる。例えば、本発明
のリニア駆動装置をリニア搬送装置として使用する場合
には、従来の固定部の構造を変えずに、可動部の構造の
み本発明のような構成に変えだけで、モータ効率を向上
させることができるので、すなわちクリーンルームや病
院内の建物内に既に設けられている従来の可動部の構造
をそのまま使用しても、モータ効率を向上させることが
できるので、搬送物の重量を増やすことができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２２】本実施例では、片側式リニア誘導モータを
駆動源としたリニア駆動装置として、リニア搬送装置１
１について説明する。このリニア搬送装置１１は、走行
軌道１２を有し、これは従来例と同様に、クリーンルー
ムや病院内に配設されている。図１は本実施例のリニア
モータ搬送装置１１の主要部分を示した部分正面図であ
り、ここにおいて走行軌道１２は一部しか示されていな
い。この走行軌道１２は、図２（この図は図１における
［２］−［２］線方向の断面図である）から明らかなよ
うに、従来例とほぼ同様な断面形状をしており、すなわ
ちその中央部には下方に突出した突条部１２ａを有し、
その両端部は上部外方へと斜めに突出した突条部１２ｂ
を有した形状をしている。突条部１２ａは、走行軌道１
２の走行方向に沿って、取付面５５に複数（図１におい
ては２個のみ示されている）配設された架設台１５によ
って支持されているが、後述するような構成により、本
発明では走行軌道１２の変形を抑えることができるの
で、架設台１５に支持される突条部１２ａの強度はそれ
程、強化する必要がなく、そのため突条部１２ａの厚さ
が図１１に示される従来例の突条部２ａよりも薄くなっ
ている。なおまた、走行軌道１２の突条部１２ｂは、従
来例と同様に、その上面１２ｂｂは平らになっているお
り、その外方側面１２ｂａも滑らかになっている。

【００２３】更に、図１に示すように走行軌道１２上に
は、走行方向に所定の距離をおいて複数（図では１つの
み示されている）の１次側固定子１４が設けられてい
る。この１次側固定子１４は、主に、複数の上に突条し
た突条部を有した櫛形の鉄心１４ａと、図示しない電源
回路に接続され鉄心１４ａに巻回されたコイル１４ｂ
（図においてはその全体の外形状を示す）とから成り、
電流が電源回路からコイルに供給されることで、磁束を
発生するものである。また、本実施例でも、従来例と同
様に、鉄心１４ａ及びコイル１４ｂ及び鉄心４ａの損傷
などを保護するために、鉄心４ａの突条部の間の、すな
わちコイルが巻装されている部分に嵌合するような突出
部を有したカバー１４ｅが設けられているが、これは例
えばプラスチックなどの合成樹脂でなり、鉄心１４ａの
間に突条部を有した形状をしている。従って、カバー１
４ｅで覆うことにより、すなわち鉄心１４ａの突条部は
コイル１４ｂの上面より鉄心１４ａの突出部が突出して
いるので、鉄心１４ａの突条部とカバー１４ｅの突条部
とが係合することにより、１次側固定子１４の上面が平
坦（面一）となっている。従って、後述する回転部材で
ある回転ローラ３１が１次側固定子１４の上面を当接し
ながら回転する際には、回転ローラ３１はスムーズに回
転できるので、後述する可動部２２の移動が滑らかであ
る。なお、上記の走行軌道１２、架設台１５及び１次側
固定子１４は、可動しない固定部２１となっている。

【００２４】図１において固定部２１の上方には、２次
側導体１６、リム支持機構１７、コンテナボックス１８
を有する可動部２２が配設されている。可動部２２の２
次側導体１６は、鉄や鋼などの材質でなる平板状の磁性
体１６ａを上部に、銅やアルミニウムなどの平板状の非
磁性体１６ｂを下部に張り合せた形状をしているが、所
定の大きさの空隙Ｓをおいて１次側固定子１４の上面に
対向するように配設されている。更に、本実施例では、
図１に示されるように、進行方向に対して中央の位置の
２次側導体１６に、貫通孔１６ｃが設けられている。こ
の貫通孔１６ｃは、本実施例では、進行方向に長手方向
を有するほぼ長方形状の孔であり、その長手方向の大き
さは、後述する回転ローラ３１が回転しても当たらない
ように、回転ローラ３１の外径よりやや大きくなってい
る。なお、２次側導体１６は、図２から明らかなよう
に、従来例と同様に、２つのリム支持機構１７によっ
て、その中央で上から吊されるような形状で支持されて
いる。

【００２５】リム支持機構１７は、従来例とほぼ同様な
構成をしており、ほぼ走行軌道１２の横幅と同じ幅で平
行に延びるリム部１７ｃの両側が下方に屈曲した形状を
有しており、その下方には、それぞれローラ１７ａ及び
ローラ１７ｂが設けられている。このローラ１７ｂは、
走行軌道１２の上面１２ｂｂを走行し、２次側導体１６
を所定の高さで支持して移動させるように、すなわち１
次側固定子１４と２次側導体１６との間の空隙Ｓを所定
の大きさに保ちながら可動部２２が移動するように設け
られている。また、ローラ１７ａは、走行軌道１２の突
条部１２ｂの外方側面１２ｂａを走行し、リム支持機構
１７がカーブや振動によって、走行軌道１２から外れな
いようにするためのものである。更に、リム支持機構１
７の上方には、平板５４を介して搬送物を収容するコン
テナボックス１８が設けられている。

【００２６】次に、本発明に係る回転部材について特に
図３を参照して説明する。

【００２７】図３は、図１における［３］−［３］線方
向の断面側面図であり、図４は図１の断面平面図であ
る。上述したように２次側導体１６に貫通孔１６ｃが設
けられており、この貫通孔１６ｃを挿通し、可動部２２
の進行方向に転がるような回転ローラ３１が、図１に示
されるように平板５４の下方に設けられている。回転ロ
ーラ３１は、剛性のある非磁性材料、例えばステンレス
から成り、１次側固定子１４と対向する位置に可動部２
２の２次側導体１６が至った時に、その１次側固定子１
４の上面を転がる。回転ローラ３１の中心には、図３に
示されるようにベアリング３２を介してローラ軸３３が
貫通されており、このローラ軸３３の端部は、それぞれ
２次側導体１６に取り付けられている幅の広いＬ字形状
の２つのローラ支持工部３４ａ、３４ｂによって支持さ
れている。従って、２次側導体１６にローラ支持工部３
４ａ、３４ｂ、ローラ軸３３及びベアリング３２を介し
て回転可能に２次側導体１６に固定されている回転ロー
ラ３１の半径ｒは、空隙Ｓの大きさを含む１次側固定子
１４からローラ軸３３の中心までの高さと等しくなって
いる。

【００２８】本実施例の片側式リニア誘導モータを駆動
源としたリニア駆動装置の１つであるリニア搬送装置１
１は、以上のように構成されるが、次に、この作用につ
いて説明する。

【００２９】上記従来例と同様に、１次側固定子１４の
コイル１４ｂに、図示しない電源回路から給電される
と、１次側固定子１４と２次側導体１６との間に大きさ
の変動する磁束が発生する。これにより、公知のように
２次側導体１６に渦電流が発生し、フレミングの左手の
法則に従って、２次側導体１６に推進力が作用し、２次
側導体１６を有した可動部２２のリム支持部材１７のロ
ーラ１７ａ、１７ｂは、それぞれ外方側面１２ｂａ、上
面１２ｂｂを転がり、可動部２２が加速されて、図の右
方又は左方に移動する。

【００３０】推進力が発生すると同時に、磁性体１６ａ
を有した２次側導体１６と１次側固定子１４との間には
磁気吸引力が発生する。このとき、この磁気吸引力によ
って１次側固定子１４及び２次側導体１６がそれぞれ引
き合うように変形しようとし、これらが設けられている
部材も、これらの変形につられて変形しようとする。し
かしながら、本実施例では、最も変形する部分、すなわ
ちリム支持機構１７の中間に、可動部２２に固定された
回転ローラ３１が設けてあり、ローラ軸３３の中心から
１次側固定子１４の上面までの距離（これは空隙Ｓの大
きさを含んでいる）は回転ローラ３１の半径であり、回
転ローラ３１は剛性のある材質より成るので、この距離
が短くなることがなく、従って、磁気吸引力を受けたと
しても、２次側導体１６及び１次側固定子１４との間の
空隙が常に一定の大きさに保持されたまま、可動部２２
が、走行軌道１２上に設けられた１次側固定子１４の上
を移動する。

【００３１】従って、回転ローラ３１によって磁気吸引
力による部材の変形を抑制するため、部材を変形に耐え
得る剛性とする必要がなく、すなわち剛性を強化するた
めに部材を厚くする必要がないので、装置を軽量化及び
小形化することができる。なお、２次側導体１６の磁性
材１６ａの強度も強化する必要がないので、従来のよう
に磁性体の端部を曲げた形状する必要がなく、またその
厚さも薄くすることができ、従って、２次側導体１６の
形成が容易であり、同時に可動部２２の重量を軽くする
ことができる。また、空隙Ｓを常に一定とすることがで
きるので、１次側と２次側との間の空隙の大きさを、変
形分を考慮せずに定めることができ、従って空隙を小さ
くすることができる。そのため、モータの効率を向上さ
せることができ、モータを小形化することができる。更
に、磁気吸引力を受けても、１次側と２次側との間の空
隙がほとんど変形することがないので、推進力が安定し
て発生し、可動部２２の正確な位置決めができ、またそ
の動きもスムーズなものとすることができる。また、可
動部２２に設けられた２次側が１次側固定子１４に至る
度に、変形をすることがないので、騒音や振動も発生せ
ず静かであり、防振ゴムや防音壁などを用いずとも、充
分な低騒音化が図れる。

【００３２】次に、第２実施例について図５及び図６を
参照して説明するが、上記実施例と同一の構成について
は上記実施例と同一の符号を付し、その詳細な説明は省
略する。

【００３３】本実施例では、第１実施例の２次側導体１
６の代わりに２次側導体１６’が設けられている。これ
は第１実施例の２次側導体１６と同様に、上部が平板状
の鉄などの磁性材１６ａ’で、下部が平板状の銅やアル
ミニウムの非磁性材１６ｂ’で構成されているが、２次
側導体１６’の中央部に、貫通孔１６ｃより小さいほぼ
円形の孔１６ｃ’が、図６に示されるように下方の非磁
性材１６ｂ’にのみ設けられている。この孔１６ｃ’の
内部には、剛性を有した非磁性材料でなる、例えばステ
ンレスで成る小球３５が、その下方を孔１６ｃ’より、
空隙Ｓの大きさ程度、突出して設けられているのである
が、孔１６ｃ’の下部１６ｃａ’の外径が小球３５の外
径より小さい径で構成されているので、小球３５は下部
１６ｃａ’に掛止されて２次側導体１６’より落ちない
ように支持されている。更に、この小球３５は、２次側
導体１６’の磁性体１６ａ’の下面に当接しており、小
球３５が２次側導体１６’に対して上下に可動しないよ
うに設けられている。また、可動部２２の２次側導体１
６’が１次側固定子１４と対向する位置にある場合に
は、この小球３５は、１次側固定子１４の上面を当接し
ながら回転するように設けられている。

【００３４】本実施例においても、上記実施例と同様
に、１次側固定子１４のコイル１４ｂが給電されて、１
次側固定子１４と２次側導体１６’との間に上向き及び
下向きの磁束が発生し、及びこれにより２次側導体１
６’に渦電流を発生させて、推進力を発生させる。それ
と同時に磁気吸引力が発生し、磁性体を有する２次側導
体１６’及び１次側固定子１４とが引き合うように変形
しようとするが、本実施例では、２次側導体１６’の非
磁性体１６ｂ’に固定される小球３５は上部を磁性体１
６ａ’に当接しているので、すなわち小球３５の直径Ｒ
は空隙Ｓの大きさと非磁性体１６ｂ’の厚さとの和に等
しく、かつ又、小球３５が剛性のある材質よりなるの
で、その直径Ｒの大きさが変化することなく、すなわち
空隙Ｓの大きさが一定に保たれる。従って、可動部２２
の２次側導体１６’が、１次側固定子１４と常に一定の
空隙Ｓを保ったまま、可動部２２は走行軌道１２上を図
５の右方及び左方に移動する。

【００３５】従って、本実施例においても、上記実施例
と同様な効果を奏することができるが、更に本実施例で
は、２次側導体１６’に設けた孔１６ｃ’は、上記第１
実施例の孔１６ｃよりも小さいので、すなわち２次側導
体１６’の面積が上記第１実施例の２次側導体１６より
も大きくすることができるので、モータ効率を一層、向
上させることができる。また、本実施例では、回転部材
として第１実施例のように回転ローラ３１ではなく小球
３５を用いたので、走行軌道１２に急カーブが設けられ
ている場合にも、スムーズに方向転換をすることができ
る。そのため、可動部２２に無理な力が加わることがな
く、可動部２２の耐久性が向上する。また、回転部材で
ある小球３５を保持するために、ローラ軸やベアリング
などを設けていないので、可動部２２の重量を軽量化す
ることができる。

【００３６】なお、本実施例では、下方に脱落しないよ
うに非磁性体１６ｂ’で支持した小球３５の上方を、磁
性体１６ａ’に当接するようにしたが、これは、小球３
５が孔１６ｃ’内で上下に可動できる場合には、磁気吸
引力が働く際に、小球３５が可動し、１次側と２次側の
空隙の変形を許容してしまうのを防止するためである。
すなわち本発明では、回転部材である小球３５は回転の
み可能に設けられていなけらばならない。そのため、小
球３５を磁性体１６ａ’に当接させない場合には、小球
３５が、２次側導体１６’（及び１次側導体１４）に対
して上下に可動せずに、固定するような構造にすること
が必要である。

【００３７】次に、第３実施例について図７及び図８を
参照して説明するが、上記実施例と同様の構成について
は上記実施例と同一の符号を付し、その詳細な説明は省
略する。

【００３８】本実施例では、図７から明らかなように、
２次側導体１６”は、上記実施例と同様に、鉄や鋼など
の材質でなる平板状の磁性体１６ａ”を上部として、銅
やアルミニウムなどの平板状の非磁性体１６ｂ”を下部
として張り合せた形状をしているが、上記実施例と異な
り、２次側導体１６”に孔が設けられていない。更に、
本実施例の１次側固定子１４’は、上記実施例と同様な
形状を有する鉄心１４ａ’と、図示しない電源回路に接
続されたコイル１４ｂ’と、鉄心１４ａ’同士の間に嵌
合するような突条部を有した１次側固定子１４’の上面
を平らにするカバー１４ｅ’とからなるが、その上面
に、複数の孔１４ｃ’が可動部２２の進行方向と平行で
一直線に設けられている。この孔１４ｃ’のそれぞれに
は、非磁性体で剛性のある材質、例えばステンレスでな
る小球３６が設けられており、小球３６は孔１４ｃ’よ
り空隙Ｓの大きさと同じ高さ程度、その上方が突出した
形状をしている。なお、本実施例では、小球３６は孔１
４ｃ’の底面１４ｄ’に当接している。

【００３９】本実施例においても、上記実施例と同様
に、１次側固定子１４’のコイル１４ｂ’が給電され
て、１次側固定子１４’と２次側導体１６”との間に上
向き及び下向きの磁束が発生し、及びこれにより２次側
導体１６”に渦電流が発生して、推進力が発生する。推
進力の発生と同時に発生する磁気吸引力により、２次側
導体１６”と１次側固定子１４’とが互いに引き合うよ
うに変形しようとするが、２次側導体１６”は、１次側
固定子１４’上に設けられた小球３６の上を当接して移
動する。本実施例では小球３６の直径Ｒ’は、孔１４
ｃ’の深さと空隙Ｓの大きさとの和に等しく、かつ小球
３６は剛性のある材質からなるので、その直径Ｒ’の大
きさが変わることがなく、すなわち、１次側固定子１
４’と２次側導体１６”の間の空隙Ｓは一定に保たれ
る。そのため、２次側導体１６”及び１次側固定子１
４’の変形が抑制される。

【００４０】従って、本実施例でも上記第２実施例と同
様な効果を奏することができる。また、固定部２１の１
次側固定子１４’の上面に、回転部材である小球３６を
設けたので、複数設けられた１次側固定子１４’の全て
に小球３６を設ける必要があるが、第１実施例のように
ローラ軸３３やベアリング３２が不要で、かつ第２実施
例のように小球３５が落下しないような複雑な構造とす
る必要がなく、従って容易に回転部材である小球３６を
設けることができる。なお、本実施例では、孔１６ｃ’
の底面に小球３６が当接するようにしたが、小球３６が
上下に可動せず、２次側導体１６”と当接する小球３６
の上面の高さが常に一定の高さとなれば、底面１４ｄ’
に当接させる必要はなく、また底面のない円錐形状の孔
を用いてもよい。

【００４１】以上、本発明の片側式リニア誘導モータを
駆動源として用いたリニア駆動装置について説明した
が、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術
的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００４２】例えば、上記実施例では、磁束を発生する
１次側を固定し、２次側導体を可動するようにしたが、
１次側を可動させ、２次側導体を固定させるような構成
のリニア駆動装置にも適用可能である。また、上記実施
例では、固定部２１の上を可動部２２が移動するリニア
搬送装置について説明したが、固定部２１の下を可動部
２２が移動するような装置でもよいし、また走行軌道１
２と同一水平線上で可動部２２が移動するような装置で
も適用可能である。更に、走行軌道を垂直に設けて、可
動部を昇降させるような装置でも適用可能である。

【００４３】更に、上記実施例では回転部材として回転
ローラ３１及び小球３５、３６を用いたが、これに限定
される必要はなく、例えばエアギャップの横幅とほぼ同
じ幅を有するような円筒体を回転部材として用いてもよ
い。また、上記第１実施例及び第２実施例では、回転部
材である回転ローラ３１及び小球３５を１つだけ設けた
が、複数、設けてもよいし、その設ける位置も適所に設
けるとよい。例えば、上記実施例ではリム支持機構１７
は可動部２２に２つ設けられていたが、リム支持機構１
７が所定の間隔を有して３つ設けられている場合などに
は、最も変形が大きいであろうこのリム支持機構１７同
士の中間に設ければよい。なお、この場合には、ローラ
軸を共通の部材で２次側導体に固定するようにすれば、
部品点数を増やすことがなく、可動部の全体の重量をそ
れ程大きくすることもない。しかしながら、部材の最も
変形しやすい箇所に回転部材を配設するのが、重量を重
くすることなく効果的にその部材の変形を防止する。な
お、上記第３実施例では、回転部材である小球３６を複
数設けたが、これを各１次側固定子１４’に１つずつ設
けてもよい。また、上記実施例の回転部材である回転ロ
ーラ３１及び小球３５、３６は１次側又は２次側にのみ
設けたが、１次側及び２次側の両方に設けることもでき
る。ただし、この場合には、１次側及び２次側の一方を
有する可動部が移動する際に、固定部に設けられた回転
部材と可動部に設けられた回転部材とが、ぶつからない
ようにする必要がある。

【００４４】更に、図９に示すように、１次側固定子１
４”に回転ローラ３１’を設けたような構造とすること
もできる。１次側固定子１４”は、上記実施例と同様
に、鉄心１４ａ”、コイル１４ｂ”、カバー１４ｅ”か
らなり、本実施例では鉄心１４ａ”に段付孔１４ｃ”を
設け、この段付孔１４ｃ”の上部に、ベアリング３２’
を介して回転ローラ３１’が設けられたローラ軸３３’
を配設させている。更に、ローラ軸３３’の上部には段
付孔１４ｃ”の上部の内径より小さい内径の孔が設けら
れたカバー１４ｅ”が配設されており、すなわちローラ
軸３３’は、カバー１４ｅ”と鉄心１４ａ”によって支
持されている。ローラ軸３３’に設けられた回転ローラ
３１’の上面は、２次側導体１６”に当接して、回転す
るような構造としている。この場合にも、剛性のある材
質でなる回転ローラ３１’の半径ｒ’が、空隙Ｓを含む
ローラ軸３３’の中心から２次側導体１６”の下面まで
の距離と等しくなるので、この場合にも、空隙Ｓの大き
さが変わることなく、また部材が変形することもない。

【００４５】また、上記実施例では、支持部材であるリ
ム支持機構１７に、１次側と２次側との間の空隙を一定
に保持するための部材としてローラ１７ｂを設け、可動
部２２が走行軌道１２から外れず所定の径路を移動する
ための部材としてローラ１７ａを設けたが、これもロー
ラに限定されることはなく、例えば、磁気浮上や空気浮
上によって１次側と２次側の間の空隙を一定に保持した
り、所定の径路を移動するような構成としてもよい。

【００４６】更に、上記実施例ではリニア搬送装置１１
について説明したが、リニア誘導モータを駆動源とした
装置で、推進力を発生する際に磁気吸引力が発生して、
上述したような問題点を有するリニア駆動装置であれ
ば、リニア搬送装置以外のものにも適用可能であり、例
えば、片側式リニア誘導モータを用いた自動ドア巻き取
り装置などにも適用可能である。なおまた、上記実施例
では、２次側導体１６が磁性体１６ａと非磁性体１６ｂ
との２つから成るようにしたが、推進力が発生する際に
磁気吸引力も発生するような構造のものであれば、例え
ば２次側導体が磁性体のみでなるような片側式リニア誘
導モータを駆動源として用いた装置にも、本発明は適用
可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のリニア駆動
装置によれば、推進力が発生した際に同時に磁気吸引力
が発生したとしても、１次側及び／又は２次側に設けら
れた回転部材が、１次側の２次側と対向する面及び／又
は２次側の１次側と対向する面に当接して回転しなが
ら、１次側及び２次側の一方が、１次側及び前記２次側
の前記他方に対して移動するので、発生した磁気吸引力
によって１次側と２次側の間の空隙が小さくなるように
変形しようとしても、回転部材がその変形をはばむの
で、空隙の大きさを常に一定とすることができる。従っ
て、空隙を更に小さくしてモータの効率を向上させ、モ
ータを小形化するだけでなく、従来のように磁気吸引力
による変形に耐え得る強度が不要となるので、装置全体
を軽量化・小形化することができる。また、磁気吸引力
による変形が抑えられるため、装置から発生する騒音や
振動も低減する。そのため、防振ゴムを設ける必要がな
いので、部品点数、組立工数を減らすことができ、装置
全体のコストダウンを図ることができる。また、防振ゴ
ムを設ける必要がないので、１次側及び２次側の一方が
上下動することなく移動することができるので、正確な
位置決めでスムーズな移動をすることができ、かつ本発
明を搬送装置に用いる場合には、整列された搬送物が乱
雑にならずに整列されたまま搬送することができる。な
お、１次側と２次側の間の空隙が小さくなるような変形
を、１次側の２次側と対向する面及び／又は２次側の１
次側と対向する面に当接して回転可能な回転部材が抑制
するので、なおまた、回転部材は非磁性材より成るため
磁気吸引力に影響されず可動するので、発生した推進力
に抗することなく、すなわち確実に、部材の変形だけを
抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるリニア搬送装置の主
要部の正面図である。

【図２】図１における［２］−［２］線方向の断面側面
図である。

【図３】図１における［３］−［３］線方向の部分断面
図である。

【図４】本発明の第１実施例によるリニア搬送装置の断
面平面図である。

【図５】本発明の第２実施例によるリニア搬送装置の主
要部の正面図である。

【図６】図５における［６］−［６］線方向の部分断面
図である。

【図７】本発明の第３実施例によるリニア搬送装置の主
要部の正面図である。

【図８】図７における［８］−［８］線方向の部分断面
図である。

【図９】本発明の変形例の主要部の部分断面図である。

【図１０】従来例によるリニア搬送装置の主要部の正面
図である。

【図１１】図１０における［１１］−［１１］線方向の
部分断面図である。

【符号の説明】

１１リニア搬送装置１２走行軌道１４１次側固定子１６２次側導体１６ａ磁性体１６ｂ非磁性体１７リム支持機構２２可動部３１回転ローラ３５小球３６小球

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁束を発生する１次側と、該１次側の一
方に所定の空隙をおいて該１次側と対向するように配設
され、磁性体を有する２次側とを具備し、前記１次側と
前記２次側とに流れる磁束により発生する推進力によっ
て、前記１次側及び前記２次側の一方が、前記１次側及
び前記２次側の他方に対して移動させる片側式リニア誘
導モータと、前記１次側及び前記２次側の前記一方に取
り付けられ、前記１次側及び前記２次側の前記一方を前
記他方に対して支持する支持部材とを有するリニア駆動
装置において、前記１次側及び／又は前記２次側に、剛
性のある非磁性材料でなる回転部材を設け、該回転部材
が前記１次側の前記２次側と対向する面及び／又は該２
次側の前記１次側と対向する面に当接して回転しなが
ら、前記１次側及び前記２次側の前記一方が、前記１次
側及び前記２次側の前記他方に対して移動することを特
徴とするリニア駆動装置。
【請求項２】前記支持部材が、少なくとも前記所定の
空隙を一定に保持するための機能と、前記１次側及び前
記２次側の前記一方が所定の径路を移動するためのガイ
ド機能とを有している請求項２に記載のリニア駆動装
置。
【請求項３】前記２次側が前記推進力により可動する
可動子である請求項１又は請求項２に記載のリニア駆動
装置。
【請求項４】前記回転部材が、前記２次側に設けられ
ている請求項１乃至請求項３の何れかに記載のリニア駆
動装置。
【請求項５】前記回転部材が、前記１次側の前記２次
側と対向する面及び／又は該２次側の前記１次側と対向
する面の最も撓む位置に設けられている請求項１乃至請
求項４の何れかに記載のリニア駆動装置。