JP5960411B2 - リニアコンベア - Google Patents

Description

本発明は、リニアモータを駆動源とするリニアコンベアに関するものである。

従来、リニアモータを駆動源として、基台上に敷設されたレールに沿って搬送台車（スライダ）を移動させるリニアコンベアがある。例えば、特許文献１には、電磁石（電機子）がリニアモータ固定子として基台上に固定される一方で、永久磁石がリニアモータ可動子として搬送台車に固定され、電磁石を構成するコイルへの電流供給が制御されることで搬送台車が移動する可動磁石型リニアモータを用いたリニアコンベアが開示されている。

このリニアコンベアには、搬送台車に固定される光学スケールと基台側に配置される光学ヘッド（センサ）とからなるリニアスケールが組み込まれており、このリニアスケールによる位置検出に基づき前記コイルへの電流供給が制御されることによって、特定位置への搬送台車の移動が可能となっている。

米国特許第６１９１５０７号明細書

この種のリニアコンベアでは、搬送経路上を移動する搬送台車の数を必要に応じて変更することが求められる。この場合、搬送台車をレールに対して脱着することになるが、その際、光学ヘッド（センサ）と搬送台車との接触や、光学スケールと基台等との接触によりリニアスケールが損傷を受けることが考えられる。

従って、光学ヘッドや光学スケールを何らかの形で保護する必要がある。しかし、光学ヘッドと光学スケールとの間に何らかの保護部材を設けてこれらを保護することは、光学ヘッドの受光（検出）を阻害するため困難である。仮に光の屈折率が低い透明体かなる保護部材を設けるにしても、精度確保のために光学ヘッドと光学スケールとは非常に接近した状態で組み付ける必要があるため、実際にこれらの間に保護部材を介在させることは難しい。

本発明は、このような事情に鑑みて成されたものであり、搬送経路に対する搬送台車の着脱時にリニアスケールを保護しながら、リニアスケールによる搬送台車の位置検出も適切に行うことができるリニアコンベアを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明のリニアコンベアは、リニアコンベアであって、第１フレームを有する搬送台車と、第２フレームを有し、前記搬送台車が移動自在にかつ着脱可能に支持される搬送部と、前記第１フレームに固定されるリニアモータ可動子及び前記第２フレームに固定されるリニアモータ固定子からなるリニアモータと、前記第１フレームに固定され、前記搬送台車の移動方向に並ぶ複数のネオジム磁石を含む磁気スケール、及び前記磁気スケールに対向するように前記第２フレームに固定され、前記ネオジム磁石の磁束を検出することで当該磁束に応じた信号を出力する磁気センサを備えるリニアスケールと、前記搬送部に対する前記搬送台車の着脱時の外部との干渉を防止すべく、前記磁気スケールを覆うように前記第１フレームに固定される第１保護カバー及び前記磁気センサを覆うように前記第２フレームに固定される第２保護カバーのうち少なくとも一方を備えるものである。

このように、磁気式のリニアスケールを用い、その磁気スケールとして、非常に磁束密度が高いネオジム磁石を含む磁気スケールを用いた構成によれば、当該磁気スケールと磁気センサとの間に比較的大きなギャップ（隙間）を確保することが可能となり、これによって、磁気センサによる磁気検出を適正に行いながら、難なく保護カバーを設けることが可能となる。従って、リニアスケールによる搬送台車の位置検出を適切に行いながら、搬送台車の着脱時には、磁気スケールや磁気センサを外部干渉から保護することができる。

特に、ネオジム磁石は、フェライト磁石等に比べて機械的強度が低く割れやすいが、第１保護カバーを備えていることで、当該ネオジム磁石が保護される。

また、上記のリニアコンベアにおいて、前記第１フレームは、前記第１保護カバーと同一材料により形成されており、前記第２保護カバーを備えるものでは、前記第２フレームは、前記第２保護カバーと同一材料により形成されているのが好適である。そしてこの場合、前記同一材料はアルミニウムであるのが好適である。

このような構成によれば、保護カバーとこれが固定されるフレームの熱膨張係数が同一となる。そのため、第１保護カバーと第１フレームとの熱膨張係数が異なることによる第１保護カバーの熱変形、あるいは第２保護カバーと第２フレームとの熱膨張係数が異なることによる第２保護カバーの熱変形といった熱応力による保護カバーの変形を有効に防止することが可能となり、当該保護カバーの変形に起因する作動トラブルを未然に防止することが可能となる。

また、上記のリニアコンベアにおいて、前記保護カバーは、前記磁気スケールと前記磁気センサとが対向する側からねじ部材により前記フレームに固定されるものであるのが好適である。具体的には、第１保護カバーは、前記磁気スケールと前記磁気センサとが対向する側からねじ部材により前記第１フレームに固定され、前記第２保護カバーを備えるものでは、当該第２保護カバーは、前記磁気スケールと前記磁気センサとが対向する側からねじ部材により前記第２フレームに固定されるものであるのが好適である。

すなわち、例えば搬送台車の移動方向と平行な方向の両側から保護カバーをねじ部材でフレームに固定してもよいが、この場合には、寸法誤差や熱膨張等により保護カバーが前記移動方向と平行な方向に圧縮されて変形することが考えられる。この点、上記構造によれば、そのような変形を伴うことなく保護カバーをフレームに固定することが可能となり、当該保護カバーの変形に起因する作動トラブルを未然に防止することが可能となる。

なお、この場合、前記第１フレームは、前記磁気スケールの取付面であって当該取付面から前記磁気センサ側に突出して前記搬送台車の移動方向に連続的又は断続的に延びる突出部を備える取付面を有し、当該取付面に対して、複数の前記磁気スケールが、前記搬送台車の移動方向と直交する方向に並んだ状態でかつ前記突出部の両側に分配された状態で固定されるものであり、前記第１保護カバーは、前記複数の磁気スケール及び前記突出部を覆った状態で当該突出部に固定されるものであるのが好適である。

この構成によれば、複数の磁気スケールを広く第１保護カバーで覆う一方で、当該第１保護カバーが磁気センサ側に撓み変形することを抑制でき、これにより当該第１保護カバーの変形に起因する作動トラブルを未然に防止することが可能となる。

また、上記のようなリニアコンベアにおいて、前記第２保護カバーを備えるものでは、前記第１フレームは、前記搬送部に支持される水平部とこの水平部から下向きに延びる垂下部とを有し、この垂下部の側面に前記磁気スケールを備えており、前記第２フレームは、前記第１フレームの水平部を支持することにより前記搬送台車を移動可能に支持する台車支持部と、この台車支持部から下向きに延びる脚部とを有し、この脚部の側方に前記磁気センサを備えており、前記リニアモータは、前記第２フレームの前記台車支持部に固定される、リニアモータ固定子としての電磁石と、この電磁石に対向するように前記第１フレームの前記水平部に固定される、リニアモータ可動子としての永久磁石とを備えており、前記電磁石は、末端にコネクタを備え、かつ当該コネクタが前記第１フレームの垂下部の下方に位置するように前記搬送部に固定的に配置される配線材を有しており、前記第２保護カバーは、前記各コネクタを露出させた状態で前記脚部の側方部分を覆う部分を有するものであってもよい。

この構成によれば、電磁石（リニアモータ固定子）の配線用のコネクタを、搬送台車の移動の邪魔にならない位置にコンパクトに配置することが可能となる。

以上説明したように、本発明のリニアコンベアによれば、搬送経路に対する搬送台車の着脱時にリニアスケールを保護しながら、リニアスケールによる搬送台車の位置検出も適切に行うことが可能となる。

本発明に係るリニアコンベアの全体像を示す斜視図である。 リニアコンベアの搬送経路（直線搬送部）を示す斜視図である。 リニアコンベアを構成するユニット部材を示す斜視図である。 ユニット部材を示す正面図（センサカバー装着状態）である。 ユニット部材を示す正面図（センサカバー未装着状態）である。 ユニット部材及びスライダを示す側面図である。 スライダを示す側面図である。 本発明に係るリニアコンベアの概要を示す模式図であり、（ａ）はリニアコンベア全体の平面図であり、（ｂ）は要部側面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

まず、本発明に係るリニアコンベアの具体的な構成について詳細に説明する前に、図８を用いて、その概要について簡単に説明する。同図（ａ）は、リニアコンベアの全体を平面模式図で示している。同図に示すように、リニアコンベアは、スライダ４を循環させる環状（ループ状）のコンベアであり、リニアモータを駆動源としてスライダ４を移動させる一対の直線搬送部２Ａ、２Ｂと、一般的なロボットからなり、スライダ４の移動方向を反転させる方向反転部３Ａ、３Ｂとからなる。各直線搬送部２Ａ、２Ｂは、スライダ４を移動自在に支持するレール６と、このレール６に沿って並ぶ多数のコイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）からなるリニアモータ固定子７とを備えており、他方、スライダ４は、永久磁石４４（リニアモータ可動子８）を備えている。そして、各直線搬送部２Ａ、２Ｂは、図８（ｂ）に示すように、例えばＵ相のコイルに所定方向で電流を供給すると、当該コイルの上部がＳ極になってスライダ４側のＮ極の永久磁石が引き付けられる、という具合に、Ｕ／Ｖ／Ｗの各コイルに供給する電流が制御されるように構成されており、これによってスライダ４がレール６に沿って移動するようになっている。

以下、このリニアコンベアの具体的な構成について詳細に説明する。なお、以下の説明では、上記の概要において説明した箇所についても再度、詳細に説明することにする。

図１は、本発明に係るリニアコンベアの具体的な構成の全体を斜視図で示している。同図中には、水平面上で互いに直交する二方向（Ｘ方向、Ｙ方向）を方向指標として図示している。

同図に示すように、リニアコンベアは、基台１と、この基台１上に設けられ、特定方向（Ｘ方向）に互いに平行に延びる一対の直線搬送部（第１直線搬送部２Ａ、第２直線搬送部２Ｂ）及びこれら直線搬送部２Ａ、２Ｂの長手方向両側にそれぞれ位置する方向反転部（第１方向反転部３Ａ、第２方向反転部３Ｂ）と、前記各直線搬送部２Ａ、２Ｂに沿って移動する複数のスライダ４（本発明の搬送台車に相当する）とを備えている。

各直線搬送部２Ａ、２Ｂは、前記スライダ４をＸ方向に移動させるものであり、それぞれＸ方向に延びるレール６を備え、当該レール６に沿ってスライダ４を移動させる。各方向反転部３Ａ、３Ｂは、両直線搬送部２Ａ、２Ｂの末端位置でそれらの一方から他方にスライダ４を平行移動させることでスライダ４の移動方向を反転させるものである。すなわち、このリニアコンベアでは、各スライダ４は、同図中の白抜き矢印で示すように、第１直線搬送部２Ａの一端側（Ｘ方向（＋）側）から他端側（Ｘ方向（−）側）に向かって移動し、第１方向反転部３Ａにより第１直線搬送部２Ａから第２直線搬送部２Ｂに移される。そして、第２直線搬送部２Ｂの一端側（Ｘ方向（−）側）から他端側（Ｘ方向（＋）側）に向かって移動した後、第２方向反転部３Ｂによって第２直線搬送部２Ｂから第１直線搬送部２Ａに移される。これにより、このリニアコンベアでは各スライダ４が周回移動する構成となっている。

各方向反転部３Ａ、３Ｂは、以下のような構成を備える。ここでは、第１方向反転部３Ａについて説明する。

第１方向反転部３Ａは、上流側に位置する第１直線搬送部２Ａのレール６に連続するレール１２を有しかつ第１直線搬送部２Ａからスライダ４を受け入れる受入部Ｐ２と、下流側に位置する第２直線搬送部２Ｂのレール６に連続するレール１１を有しかつ第２直線搬送部２Ｂに対してスライダ４を送り出す送出部Ｐ１と、スライダ４の支持部１４を有し、かつこの支持部１４に支持されたスライダ４を当該支持部１４と共に前記受入部Ｐ２に対応する位置（図示の位置）と前記送出部Ｐ１に対応する位置とに亘ってＹ方向にスライドさせるスライド機構１５と、受入部Ｐ２にあるスライダ４をスライド機構１５の前記支持部１４に引き込む引込機構１６と、前記支持部１４に支持されているスライダ４を当該支持部１４から送出部Ｐ１に引き出し、さらにこの送出部Ｐ１から第２直線搬送部２Ｂに押し出す送出機構１８とを含む。

つまり、第１直線搬送部２Ａの末端位置に到達したスライダ４は、当該末端位置から第１方向反転部３Ａの受入部Ｐ２に受け入れられ、引込機構１６によって受入部Ｐ２からスライド機構１５の支持部１４に引き込まれる。その後、スライダ４は、スライド機構１５の作動により支持部１４と共に送出部Ｐ１に対応する位置に平行移動し、送出機構１８の作動により、当該支持部１４から送出部Ｐ１に引き出された後、第２直線搬送部２Ｂに押し出される。このように、第１方向反転部３Ａは、各スライダ４を第１直線搬送部２Ａから第２直線搬送部２Ｂに移すことで、スライダ４の移動方向を反転させる。

以上は第１方向反転部３Ａの構成であるが、第２方向反転部３Ｂも、第２直線搬送部２Ｂからスライダ４を受入部Ｐ２に受け入れる点、及び送出部Ｐ１から第１直線搬送部２Ａにスライダ４を送り出す点が異なるだけで、第１方向反転部３Ａと同等の構成を有する。

なお、このリニアコンベアでは、各方向反転部３Ａ、３Ｂにおいてスライダ４の着脱が許容されている。具体的には、送出部Ｐ１、Ｐ２の前記レール１１、１２に新たなスライダ４を装着することで、搬送経路内に追加的にスライダ４を挿入することができ（図１参照）、また、受入部Ｐ１、Ｐ２の前記レール１１、１２からスライダ４を引き出すことにより当該スライダ４を搬送経路から取り外すことが可能となっている。この構成により、このリニアコンベアでは、搬送経路内のスライダ４の数を変更することが可能となっている。

前記各スライダ４は、各直線搬送部２Ａ、２Ｂにおいて、リニアモータを駆動源として駆動される。このリニアモータは、各直線搬送部２Ａ、２Ｂに備えられるリニアモータ固定子７と、各スライダ４に備えられる後記リニアモータ可動子８とからなる。以下、この点を含め、各直線搬送部２Ａ、２Ｂ及びスライダ４の具体的な構成について図２〜図７を用いて説明する。なお、各直線搬送部２Ａ、２Ｂの基本構成は略同一であるため、ここでは、第１直線搬送部２Ａについて説明する。

第１直線搬送部２Ａは、図２に示すように、複数個のユニット部材２０がＸ方向に連結されることにより構成されている。当例では、４つのユニット部材２０が連結されることにより第１直線搬送部２Ａが構成されている。

各ユニット部材２０は、図３〜図６に示すように、Ｘ方向に延びる細長のフレーム２２と、このフレーム２２（本発明の第２フレームに相当する）に固定される単位レール２４、電磁石２６及びセンサ基板２８とを含む。

フレーム２２は、Ｘ方向に延びる長方形状の底板部２３ａと、この底板部２３ａの上方に位置し、Ｘ方向に延びる長方形状の上板部２３ｃ（本発明の台車支持部に相当する）と、これら板部２３ａ、２３ｃの間で上下方向に延び、当該板部２３ａ、２３ｃ同士をそれらの長手方向に亘って連結する連結部２３ｂ（本発明の脚部に相当する）とを備え、これら各部２３ａ〜２３ｃがアルミニウム合金により一体に形成されている。そして、このフレーム２２の上板部２３ｃの上面に、当該上板部２３ｃの長手方向と同方向に延びるように前記単位レール２４が固定され、さらに、この上板部２３ｃの上面であって前記単位レール２４の後側（Ｙ方向（−）側）の位置に、複数の電磁石２６が当該単位レール２４に沿って一列（直列）に配列された状態で固定されている。当例では、同一構造の４つの電磁石２６が固定されている。これら電磁石２６は、前記リニアモータ固定子７を構成するものであり、それぞれＸ方向に一列に並ぶ複数のコイルを含む。

フレーム２２の前記連結部２３ｂには、図５及び図６に示すように、複数の前記センサ基板２８が固定されている。当例では、前記電磁石２６と同様に４つのセンサ基板２８が固定されている。具体的には、前記単位レール２４に沿って一列（直列）に配列された状態で、連結部２３ｂの側壁に沿って起立姿勢で連結部２３ｂに固定されている。

これらセンサ基板２８は、各スライダ４に固定される後記磁気スケール５０ａ〜５０ｃと協働してリニアスケールを構成するものであり、各電磁石２６が配置された区間においてそれぞれ磁気スケール５０ａ〜５０ｃを検出するように、各電磁石２６のそれぞれ前側（Ｙ方向（＋）側）に配置されている。

図５に示すように、各センサ基板２８は、上下方向に並ぶ３つのセンサ領域３０ａ〜３０ｃ（上側から順に第１センサ領域３０ａ、第２センサ領域３０ｂ、第３センサ領域３０ｃと称す）を有する。各センサ領域３０ａ〜３０ｃにはそれぞれ、磁気スケール５０ａ〜５０ｃを検出可能なホール素子、又ＭＲ素子からなる一乃至複数個の磁気センサ３２が設けられ、これら磁気センサ３２がＸ方向に所定の配列で固定されている。

各センサ領域３０ａ〜３０ｃにおける磁気センサ３２の配置や数は各センサ基板２８の間で共通しており、各磁気センサ３２は、後述する磁気スケール５０ａ〜５０ｃを検出することにより、その磁束密度に応じた出力電圧（振幅）の信号を出力する。

なお、前記ユニット部材２０において、センサ基板２８の前側（Ｙ方向（＋）側）の位置であって、移動中のスライダ４の後記フレーム４０（垂下部４１ｂ）の下方の位置には、前記電磁石２６及びセンサ基板２８の配線接続部３４が設けられている。

この配線接続部３４は、フレーム２２の前記連結部２３ｂの前方の位置において前記底板部２３ａに立設される固定プレート３５と、この固定プレート３５にそれぞれ保持される、前記電磁石２６の配線用コネクタ２７（本発明のコネクタに相当する）及び前記センサ基板２８の配線用コネクタ２９とを含む。これら各コネクタ２７、２９は、それぞれ電磁石２６及びセンサ基板２８から導出された配線材の末端に設けられており、相手側コネクタとの接続が可能となるように、前記固定プレート３５に前向きに固定されている。

当例では、右端（図５で右端）から数えて１番目と３番目の各センサ基板２８の前側の位置にそれぞれ前記配線接続部３４が設けられており、互いに隣接する２つの電磁石２６の配線用コネクタ２７がそれぞれ共通の配線接続部３４の固定プレート３５に保持されている。また、センサ基板２８の配線用コネクタ２９については、互いに隣接する２つのセンサ基板２８について共通の１の配線用コネクタ２９が設けられており、この配線用コネクタ２９が各配線接続部３４の固定プレート３５に保持されている。

前記第１直線搬送部２Ａは、以上のような４つのユニット部材２０が長手方向に直列に突き合わされた状態で配列され（連結され）、各フレーム２２の底板部２３ａがそれぞれ前記基台１にボルト等の固定手段によって固定されることにより構成されている。そして、このように４つのユニット部材２０が連結されることで、各ユニット部材２０の前記単位レール２４がＸ方向に連続して上記レール６が構成されるとともに、同様に前記電磁石２６がＸ方向に連続して上記リニアモータ固定子７が構成されている。

以上、第１直線搬送部２Ａの構成について説明したが、第２直線搬送部２Ｂも、第１直線搬送部２Ａと同等の構成を有している。

前記スライダ４は、図５〜図７に示すように、フレーム４０（本発明の第１フレームに相当する）と、このフレーム４０にそれぞれ固定される、ガイドブロック４２、リニアモータ可動子８（永久磁石４４）及び磁気スケール５０ａ〜５０ｃとを含む。

前記フレーム４０は、スライダ４の母体となるものでありＸ方向に細長い形状を有する。詳しくは、このフレーム４０は、前記直線搬送部２Ａ、２Ｂのレール６の上方に位置する矩形板状の水平部４１ａと、この水平部４１ａの幅方向前側（Ｙ方向の（＋）側）から垂下し、前記センサ基板２８に対向するように位置する矩形板状の垂下部４１ｂとを有した断面逆Ｌ字型の形状を有し、これら水平部４１ａと垂下部４１ｂとがアルミニウム合金により一体に形成されている。

前記水平部４１ａの上面には、テーブルや工具等を固定することが可能な複数のねじ孔が所定の配列で設けられている。この水平部４１ａの下面には、ガイドブロック４２が固定され、このガイドブロック４２が前記レール６に装着されることにより、スライダ４が当該レール６に移動自在に支持されている。このガイドブロック４２及び前記レール６（単位レール２４）は、例えばリニアガイドにより構成されている。

前記水平部４１ａの下面のうち前記ガイドブロック４２の後側（Ｙ方向（−）側）の位置、詳しくは、直線搬送部２Ａ、２Ｂのリニアモータ固定子７（ユニット部材２０の電磁石２６）に対向する位置には、前記リニアモータ可動子８が固定されている。このリニアモータ可動子８は、前記水平部４１ａの下面に固定される板状のヨーク４５と、Ｘ方向（スライダ４の移動方向）に一列に配列された状態で前記ヨーク４５の下面に固定される板状の複数の永久磁石４４とを含む。これら永久磁石４４は、下面にＮ極とＳ極とが交互に現れるように配列されている。つまり、モータコントローラによって互いに位相が異なるｕ相、ｖ相、ｗ相のうちの何れかの相の電流が前記リニアモータ固定子７（電磁石２６）のコイルに供給されることで、当該コイルに生じる磁束と永久磁石４４の磁束との相互作用によりフレーム４０に推進力が生成され、この推進力によりスライダ４が前記レール６に沿って移動する。

前記磁気スケール５０ａ〜５０ｃは、前記センサ基板２８に対向するように、フレーム４０の前記垂下部４１ｂの内側面（図６の右側面）に固定されている。

各磁気スケール５０ａ〜５０ｃは上下に並んでおり（上側から第１磁気スケール５０ａ、第２磁気スケール５０ｂ、第３磁気スケール５０ｃと称す）、第１磁気スケール５０ａは前記第１センサ領域３０ａに、第２磁気スケール５０ｂは前記第２センサ領域３０ｂに、第３磁気スケール５０ｃは第３センサ領域３０ｃにそれぞれ対向している。

詳細図を省略するが、各磁気スケール５０ａ〜５０ｃはそれぞれ、特定のスケール長内に永久磁石５２がＸ方向に一列に、かつセンサ基板２８側にＮ極とＳ極とが交互に現れるように構成されている。当例では、永久磁石５２としてネオジム磁石が適用されており、このような強力な（磁束密度が高い）磁石が永久磁石５２として適用されることで、各磁気スケール５０ａ〜５０ｃと前記磁気センサ３２（センサ基板２８）との間に比較的広いギャップ（当例では４ｍｍ程度）を確保しながら、前記磁気センサ３２による各磁気スケール５０ａ〜５０ｃの検出が適切に行われて得るように構成されている。

そして、スライダ４の移動中、各センサ領域３０ａ〜３０ｃの磁気センサ３２が対応する磁気スケール５０ａ〜５０ｃを検出することで、スライダ４の位置を検出するための所定の信号が前記センサ基板２８から出力されるように、各磁気スケール５０ａ〜５０ｃの永久磁石５２の数及び配列や各センサ領域３０ａ〜３０ｃの磁気センサ３２の数及び配列が設定されるとともに、前記センサ基板２８の基板上回路が構成されている。具体的には、第１センサ領域３０ａの磁気センサ３２による第１磁気スケール５０ａの検出に基づき、Ａ相の正弦波信号及びこれと振幅及び周期が同じで位相が９０°だけずれたＢ相の正弦波信号がセンサ基板２８から出力され、また、第２センサ領域３０ｂの磁気センサ３２による第２磁気スケール５０ｂの検出に基づき、Ｚ相の信号がセンサ基板２８から出力され、さらに、第３センサ領域３０ｃの磁気センサ３２による第３磁気スケール５０ｃの検出に基づき、上記Ａ相、Ｂ相よりも周期が長く、互いに位相がずれた同一振幅をもつ複数の波形信号がセンサ基板２８から出力されるように、各磁気スケール５０ａ〜５０ｃの永久磁石５２の数及び配列や各センサ領域３０ａ〜３０ｃの磁気センサ３２の数及び配列が設定されるとともに前記センサ基板２８の基板上回路が構成されている。この構成により、リニアコンベアの稼動中は、前記センサ基板２８からの入力信号に基づき図外のモータコントローラがスライダ４の位置を検出するとともに当該検出位置に基づき前記電磁石２６（リニアモータ固定子７）への電流供給を制御することで、スライダ４を所定速度で移動させるとともに所定の目標停止位置で停止させる。

なお、前記スライダ４は、磁気スケール５０ａ〜５０ｃを保護するためのスケールカバー５６（本発明の第１保護カバーに相当する）を備え、また、前記ユニット部材２０は、センサ基板２８（磁気センサ３２）を保護するためのセンサカバー５８（本発明の第２保護カバーに相当する）を備えている。

前記スケールカバー５６は、非磁性体から形成されており、当例ではアルミニウム合金製の薄板（当例では厚み０．５ｍｍ程度）から形成されている。このスケールカバー５６は、図６及び図７に示すように、前記垂下部４１ｂの壁面側に開く箱形の本体部５７ａと、この本体部５７ａの上端から垂下部４１ｂの壁面に沿って上向きに延びるフランジ部５７ｂとを有し、前記本体部５７ａの内側に磁気スケール５０ａ〜５０ｃを挿入させた状態で当該磁気スケール５０ａ〜５０ｃをセンサ基板２８側から覆うように形成されている。

このスケールカバー５６は、ねじＳにより前記垂下部４１ｂに固定されている。具体的には、前記本体部５７ａ（センサ基板２８に対向する面）及びフランジ部５７ｂのそれぞれ長手方向（Ｘ方向）両端には、その厚み方向に貫通する貫通孔が形成されている。そして、センサ基板２８の側（Ｙ方向（−）側；磁気スケール５０ａ〜５０ｃと磁気センサ３２とが対向する側）からねじＳがこれら貫通孔にそれぞれ挿入され、前記垂下部４１ｂに形成されたねじ孔に螺合挿入されることで、スケールカバー５６が前記本体部５７ａ（センサ基板２８に対向する面）及びフランジ部５７ｂのそれぞれ長手方向両端部で垂下部４１ｂに固定されている。

なお、スケールカバー５６のうち前記本体部５７ａは、前記磁気スケール５０ａ〜５０ｃのうち第２磁気スケール５０ｂと第３磁気スケール５０ｃとの間の位置で前記垂下部４１ｂにねじＳで固定されている。詳しくは、前記垂下部４１ｂの内側面（本発明の取付面に相当する）には、当該内側面からセンサ基板２８側に突出して垂下部４１ｂの長手方向（Ｘ方向）に連続的（又は断続的）に延びる突条部４１ｃ（本発明の突出部に相当する）が形成されており、前記磁気スケール５０ａ〜５０ｃのうち第１、第２の磁気スケール５０ａ、５０ｂがこの突条部４１ｃより上側に配置され、前記第３磁気スケール５０ｃがこの突条部４１ｃの下側に配置されている。そして、磁気スケール５０ａ〜５０ｃ及び突条部４１ｃが一体に前記本体部５７ａ内に挿入された状態で、スケールカバー５６の当該本体部５７ａがねじＳによりこの突条部４１ｃに固定されている。

前記センサカバー５８も、前記スケールカバー５６と同様に非磁性体から形成されており、当例では前記センサカバー５８と同様のアルミニウム合金製の薄板（当例では厚み０．５ｍｍ程度）から形成されている。

このセンサカバー５８は、図３及び図６に示すように、センサ基板２８と略平行に上下方向に延びる垂直部５９ａと、この垂直部５９ａの下端部から前方（図６の左側）に延びてさらに下向きに垂直に延びる膨出部５９ｂとを有しており、センサ基板２８を磁気スケール５０ａ〜５０ｃの側から覆うように形成されている。当例では、図３に示すように、１つのユニット部材２０について、同一形状の２つのセンサカバー５８が長手方向（Ｘ方向）に並べられた状態で組み付けられることにより、当該ユニット部材２０の各センサ基板２８が２個ずつ１つのセンサカバー５８によって覆われている。

センサカバー５８は、ねじＳにより前記フレーム２２等に固定されている。具体的には、前記垂直部５９ａのうちその長手方向両端及び膨出部５９ｂのうち前記配線接続部３４に対応する位置には、その厚み方向に貫通する貫通孔が形成されており、これら貫通孔にねじＳがそれぞれ磁気スケール５０ａ〜５０ｃの側（Ｙ方向（＋）側；磁気スケール５０ａ〜５０ｃと磁気センサ３２とが対向する側）から挿入され、前記フレーム２２及び前記固定プレート３５に形成されるねじ孔に螺合挿入されることで、センサカバー５８が前記フレーム２２等に固定されている。

なお、センサカバー５８の長手方向一端部（図３の右端部）であって前記膨出部５９ｂには、窓部６０が形成されており、この窓部６０は、上記のようにセンサカバー５８が固定された状態で、前記配線接続部３４の各コネクタ２７、２９を外部に露出させるように形成されている。すなわち、当例では、センサカバー５８のうち前記膨出部５９ｂが、本発明の第２保護カバーの「各コネクタを露出させた状態で脚部の側方部分を覆う部分」に相当する。

以上のようなリニアコンベアでは、リニアコンベアにリニアスケールが組み込まれ、このリニアスケールからの入力信号に基づき、リニアモータ固定子７の各コイルへの電流供給が図外のモータコントローラにより制御されることで、スライダ４が所定の速度で移動するとともに、所定の目標位置に位置決めされる。

なお、このリニアコンベアでは、上記の通り、第２方向反転部３Ｂにおいてスライダ４をレール１１、１２に着脱することで、搬送経路上のスライダ４の数を変更することが可能であるが、このリニアコンベアでは、上記の通り、リニアスケールとして磁気式のもの、詳しくは、非常に磁束密度が高いネオジム磁石を具備する磁気スケール５０ａ〜５０ｃを備えたリニアスケールを適用し、これにより磁気スケール５０ａ〜５０ｃとセンサ基板２８（磁気センサ３２）との間に大きなギャップ（隙間）を確保した上で、非磁性体（アルミニウム合金）からなるカバー５６、５８（スケールカバー５６、センサカバー５８）を設けている。従って、リニアスケールによるスライダ４の位置情報の検出を適切に行わせる一方で、スライダ着脱時の外部干渉から磁気スケール５０ａ〜５０ｃ及びセンサ基板２８（磁気センサ３２）を適切に保護することができる。

しかも、このリニアコンベアでは、スケールカバー５６及びこれが固定されるフレーム４０が同じ材質（アルミニウム合金）で形成され、また、センサカバー５８及びこれが固定されるフレーム２２も同様に同じ材質（アルミニウム合金）で形成されている。つまり、カバー及びこれが固定されるフレームの熱膨張係数が同一である。従って、カバーとフレームとの熱膨張係数が異なることに起因するカバーの変形等を有効に防止することができ、当該変形に起因する作動トラブルを未然に防止することが可能となる。具体的には、スケールカバー５６がアルミニウム合金よりも熱膨張係数の大きい樹脂材料等で形成されている場合には、スライダ４の発熱によってスケールカバー５６にＸ方向の熱応力（圧縮応力）が作用し、当該スケールカバー５６がセンサ基板２８側に撓み変形して当該スケールカバー５６とセンサカバー５８とが接触し、これによってスライダ４の円滑な移動が妨げられることが考えられるが、上記実施形態のリニアコンベアによれば、このようなトラブルを未然に防止することができる。

また、このリニアコンベアによれば、上記のように、スケールカバー５６及びセンサカバー５８がスライダ４の移動方向と直交する方向（Ｙ方向）からねじＳによってフレーム２２、４０に固定されているため、この点でも、上記のようなカバー５６、５８同士の接触が抑制される。すなわち、例えばＸ方向（スライダ４の移動方向と平行な方向）両側かねじＳによってスケールカバー５６をフレーム４０の端面（Ｘ方向端面）に固定するようにしてもよいが、この場合には、スケールカバー５６の取り付け位置の間隔が加工誤差によりフレーム４０の端面間寸法（Ｘ方向の全長）より大きいと、熱変形の場合と同様に、スケールカバー５６に圧縮応力が生じ、これによりセンサ基板２８側に当該スケールカバー５６が撓み変形して接触し、スライダ４の円滑な移動が妨げられることが考えられる。しかし、スライダ４の移動方向と直交する方向（Ｙ方向）からねじＳによって各カバー５６、５８を固定する上記構成によれば、各カバー５６、５８の変形を伴い難く、従って、上記のようなトラブルを未然に防止することが可能となる。

しかも、当例では、フレーム４０の垂下部４１ｂに突条部４１ｃを形成し、当該突条部４１ｃの上下両側に磁気スケール５０ａ〜５０ｃを分配した状態で固定した上で、当該突条部４１ｃにスケールカバー５６（本体部５７ａ）を固定するようにしているため、複数の磁気スケール５０ａ〜５０ｃを広範囲に亘ってスケールカバー５６（本体部５７ａ）で一体に覆いながらも、当該スケールカバー５６が磁気センサ３２側への撓み変形することを有効に防止することができる。従って、この点でも、スケールカバー５６の変形によりスライダ４の円滑な移動が妨げられることを有効に防止することができる。

ところで、以上説明したリニアコンベアは、本発明に係るリニアコンベアの好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態のリニアコンベアでは、スケールカバー５６及びセンサカバー５８の双方が設けられているが、必ずしも双方が設けられている必要はなく、何れか一方のみが設けられた構成であってもよい。但し、磁気スケール５０ａ〜５０ｃの永久磁石５２として適用されているネオジム磁石は、フェライト磁石等に比べて機械的強度が低く割れやすいため、上記のリニアコンベアにおいては、少なくともスケールカバー５６は備えられているのが好ましい。

例えば、上記実施形態のリニアコンベアは、水平面に沿ってスライダ４が周回移動するように搬送経路が形成されているが、垂直面に沿ってスライダ４が周回移動するように搬送経路が形成されるものであってもよい。つまり、第１直線搬送部２Ａと第２直線搬送部２Ｂとが上下方向に離間して配置され、これら直線搬送部２Ａ、２Ｂの間で上下方向にスライダ４を平行移動させるように各方向反転部３Ａ、３Ｂが構成されるものでもよい。

また、上記実施形態では、リニアコンベアは、互いに平行な２つの直線搬送部２Ａ、２Ｂの両側にそれぞれ方向反転部３Ａ、３Ｂが配置された構成であるが、例えば単一の直線搬送部と、この直線搬送部の終端位置に到達したスライダ４を始端位置に戻すベルトコンベア等の運搬手段とを備えた構成であってもよい。前記運搬手段は、直動型ロボット等であってもよい。

また、上記実施形態のリニアコンベアは、環状の搬送経路に沿ってスライダ４が周回移動する構成であるが、勿論、搬送経路は直線状のものであってもよい。すなわち、直線状の搬送経路上に配置された複数のスライダ４がそれぞれ割り当てられた一定の領域内で一体的に同方向に進退移動する、又は個別に進退移動するような構成であってもよい。

また、上記のリニアコンベアでは、複数のユニット部材２０が連結されることにより各直線搬送部２Ａ、２Ｂが構成されているが、例えば、直線搬送部２Ａ（又は２Ｂ）の長手方向全域に亘って連続する単一のフレームを備え、このフレームに複数の電磁石２６及び複数のセンサ基板２８がそれぞれ一列に配列された状態で固定される構成であってもよい。

１ 基台
２Ａ 第１直線搬送部（搬送部）
２Ｂ 第２直線搬送部（搬送部）
３Ａ 第１方向反転部
３Ｂ 第２方向反転部
４ スライダ（搬送台車）
６ レール
７ リニアモータ固定子（リニアモータ）
８ リニアモータ可動子（リニアモータ）
２０ ユニット部材
２２ フレーム（第２フレーム）
２６ 電磁石
２８ センサ基板
３２ 磁気センサ（リニアスケール）
４０ フレーム（第１フレーム）
５０ａ〜５０ｃ 磁気スケール（リニアスケール）
５６ スケールカバー（第１保護カバー）
５８ センサカバー（第２保護カバー）

Claims (8)

1. リニアコンベアであって、
   第１フレームを有する搬送台車と、
   第２フレームを有し、前記搬送台車が移動自在にかつ着脱可能に支持される搬送部と、
   前記第１フレームに固定されるリニアモータ可動子及び前記第２フレームに固定されるリニアモータ固定子からなるリニアモータと、
   前記第１フレームに固定され、前記搬送台車の移動方向に並ぶ複数のネオジム磁石を含む磁気スケール、及び前記磁気スケールに対向するように前記第２フレームに固定され、前記ネオジム磁石の磁束を検出することで当該磁束に応じた信号を出力する磁気センサを備えるリニアスケールと、
   前記搬送部に対する前記搬送台車の着脱時の外部との干渉を防止すべく、前記磁気スケールを覆うように前記第１フレームに固定される第１保護カバー及び前記磁気センサを覆うように前記第２フレームに固定される第２保護カバーのうち少なくとも前記第１保護カバーを備えることを特徴とするリニアコンベア。
2. 請求項１に記載のリニアコンベアにおいて、
   前記第１フレームは、前記第１保護カバーと同一材料により形成されていることを特徴とするリニアコンベア。
3. 請求項１又は２に記載のリニアコンベアにおいて、
   前記第２保護カバーを備えるものであって、
   前記第２フレームは、前記第２保護カバーと同一材料により形成されていることを特徴とするリニアコンベア。
4. 請求項２又は３に記載のリニアコンベアにおいて、
   前記同一材料はアルミニウムであることを特徴とするリニアコンベア。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のリニアコンベアにおいて、
   当該第１保護カバーは、前記磁気スケールと前記磁気センサとが対向する側からねじ部材により前記第１フレームに固定されるものであることを特徴とするリニアコンベア。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載のリニアコンベアにおいて、
   前記第２保護カバーを備えるものであって、
   当該第２保護カバーは、前記磁気スケールと前記磁気センサとが対向する側からねじ部材により前記第２フレームに固定されるものであることを特徴とするリニアコンベア。
7. 請求項５又は６に記載のリニアコンベアにおいて、
   前記第１フレームは、前記磁気スケールの取付面であって当該取付面から前記磁気センサ側に突出して前記搬送台車の移動方向に連続的又は断続的に延びる突出部を備える取付面を有し、当該取付面に対して、複数の前記磁気スケールが、前記搬送台車の移動方向と直交する方向に並んだ状態でかつ前記突出部の両側に分配された状態で固定されるものであり、
   前記第１保護カバーは、前記複数の磁気スケール及び前記突出部を覆った状態で当該突出部に固定されていることを特徴とするリニアコンベア。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載のリニアコンベアにおいて、
   前記第２保護カバーを備えるものであって、
   前記第１フレームは、前記搬送部に支持される水平部とこの水平部から下向きに延びる垂下部とを有し、この垂下部の側面に前記磁気スケールを備えており、
   前記第２フレームは、前記第１フレームの水平部を支持することにより前記搬送台車を移動可能に支持する台車支持部と、この台車支持部から下向きに延びる脚部とを有し、この脚部の側方に前記磁気センサを備えており、
   前記リニアモータは、前記第２フレームの前記台車支持部に固定される、リニアモータ固定子としての電磁石と、この電磁石に対向するように前記第１フレームの前記水平部に固定される、リニアモータ可動子としての永久磁石とを備えており、
   前記電磁石は、末端にコネクタを備え、かつ当該コネクタが前記第１フレームの垂下部の下方に位置するように前記搬送部に固定的に配置される配線材を有しており、
   前記第２保護カバーは、前記各コネクタを露出させた状態で前記脚部の側方部分を覆う部分を有することを特徴とするリニアコンベア。

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