JP2973703B2 - 磁気浮上式の搬送設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動経路に沿って設け
られた磁性体に対して吸引作用する浮上用電磁石を有
し、この浮上用電磁石の吸引作用により浮上し、リニア
モータによって駆動されて移動し、荷を搬送する移動体
を備えた磁気浮上式の搬送設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の上記磁気浮上式の搬送設備として
は、特開平２−294202号公報に開示された設備が知られ
ている。すなわち、図９〜図11に示すように、物品用搬
送用の移動体Ａの移動経路に沿って、移動体Ａが浮上移
動する案内レールＢが設けられている。移動体Ａは磁気
浮上し、かつリニアモータによって駆動されて、荷移載
用のステーションＳＴ間に渡って移動させるように構成
されている。

【０００３】案内レールＢの本体部１は、アルミニウム
などの非磁性体を射出成形などによって上端面が長手方
向に沿って開口された角筒状に形成され、この案内レー
ルＢの本体部１の開口部の長手方向に沿ってその上端部
裏面に、移動体Ａの浮上用電磁石Ｍａが下方から吸引作
用する左右一対の浮上用磁性体２が、横幅方向に間隔を
隔てて位置する状態で取り付けられている。また案内レ
ールＢの本体部１は移動体Ａの本体３をレール下部に収
納する状態で移動させるように構成されている。なお、
案内レールＢの内側底部には、リニアモータの一次コイ
ル４が取り付けられている。

【０００４】ただし、一次コイル４は、図11に示すよう
に、ステーションＳＴにおいて移動体Ａを減速停止およ
び加速発進させるために、案内レールＢの長手方向に沿
って間隔を隔てて複数個が設けられることになる。

【０００５】また、ステーションＳＴ部の案内レールＢ
の本体部１内には、移動体Ａを停止保持するために、移
動体Ａに取付けられた停止用磁性体５を下方から吸引す
る停止用電磁石Ｍｂが設けられている。停止用磁性体５
は、移動体Ａの前後左右の各端部に各一個が設けられ、
停止用電磁石Ｍｂは、停止用磁性体５に対して各別に作
用するように、停止用磁性体５の取付け位置に合わせて
合計４個が設けられている。

【０００６】移動体Ａは、その上端部に平板状の荷載置
部６が形成されるとともに、浮上用電磁石Ｍａが浮上用
磁性体２を下方から上方に向かって吸引するように、移
動体Ａの前後左右のそれぞれに各一個が設けられるとと
もに、一次コイル４に作用する、アルミニウムなどの非
磁性導体からなる二次導体７が、移動体Ａの下端部にお
いて水平姿勢で位置するように、その横幅方向中央部
が、移動体Ａの本体１の横幅方向中央に垂下された支柱
８に取り付けられている。なお、一次コイル４に作用す
る二次導体７の磁性体部分の鉄板９は、案内レールＢ側
でかつ一次コイル４の設置箇所のみに、二次導体７がこ
の鉄板９と一次コイル４の上面の空間を通過するように
設けられており、移動体Ａにはこの空間を通過する間に
推力が与えられる。

【０００７】浮上用電磁石Ｍａは、浮上用磁性体２の下
面とこの浮上用電磁石Ｍａの上面との間隔を検出するギ
ャップセンサ（図示せず）の情報に基づいて、この間隔
が設定範囲内に維持されるように、移動体Ａの本体３に
設けられたバッテリ10から通電され、また停止用電磁石
Ｍｂは移動体ＡをステーションＳＴに停止保持する間の
み通電される。なお、バッテリ10は、充電ステーション
（図示せず）において充電される。

【０００８】図９において、11は浮上用電磁石Ｍａに対
する通電停止時に浮上用磁性体２と浮上用電磁石Ｍａと
の上下方向での間隔を保つためのガイドローラ、12は移
動体Ａと浮上用磁性体２の内側横面とが衝突しないよう
に案内レールＢに対する横幅方向での間隔を設定値より
小に保持させるためのガイドローラである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の磁気浮上式の搬送設備では、移動体Ａは荷の搬送経
路から離れて充電ステーションまで移動しないと、バッ
テリ10が充電されないため、作業効率が悪いという問題
があり、またバッテリ10は定期的にメンテナンスを行わ
なければならないという問題があった。さらに、ギャッ
プセンサは高価でかり、コストが高くなるという問題が
あった。

【００１０】本発明は上記問題を解決するものであり、
メンテナンスが不要で無接触で効率よく給電でき、作業
効率を向上できる磁気浮上式の搬送設備を提供すること
を目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
本発明の磁気浮上式の搬送設備は、磁気浮上式の移動体
の移動経路に沿って高周波の正弦波電流を流す線路を敷
設し、前記移動体に、この線路の周波数に共振し、起電
力が生じ、給電する給電用コイルと、前記線路の側部に
対向して配置され、起電力が生じる上下センシングコイ
ルを設けたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】上記発明の構成により、線路に通電（交流）さ
れると、給電用コイルに起電力が発生することにより、
無接触で移動体に移動経路を移動中に給電される。ま
た、移動体の移動方向に関係なく給電される。さらに、
上下センシングコイルに発生する起電力に応じて浮上力
を制御することにより、移動体の浮上位置が所定範囲内
に維持される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、従来例の図９〜図11の構成と同一の構成
には同一の符号を付して説明を省略する。

【００１４】図１は本発明の磁気浮上式の搬送設備の正
面図、図２は同磁気浮上式の搬送設備の切欠側面図、図
３は同磁気浮上式の搬送設備の案内レールのレイアウト
の概略平面図である。

【００１５】14は、磁界遮断部材であるアルミニウム部
材から形成された、断面がコ字状で横方向（案内レール
Ｂに沿う方向）に長いレール形状のブラケットであり、
案内レールＢに沿って一方側の鉄板９上に、その凹部14
Ａを移動体Ａの支柱８に向けた状態で水平に設置されて
いる。このブラケット14には図４に拡大して示すよう
に、案内レールＢに沿って所定間隔置きに左右方向（移
動体Ａの移動方向とは直角な方向）にハンガー15が水平
に取付けられ、各ハンガー12の先端には案内レールＢに
沿って樹脂製のダクト16が張設され、ダクト16には、図
３に示す案内レールＢの外方に設置された電源装置Ｍに
接続された誘導線路17が敷設されている。また誘導線路
17は、絶縁した細い素線を集めて形成した撚線（以下、
リッツ線と呼ぶ）を絶縁体、たとえば樹脂材にてカバー
して構成されている。

【００１６】また、移動体Ａの本体３の下部には、誘導
線路17が敷設されたブラケット11に対向する位置に給電
装置としてピックアップユニットＰが設けられている。
ピックアップユニットＰは、図４に示すように、断面が
コ字状で横方向（案内レールＢに沿う方向）に長い、磁
性部材であるフェライト18に、その側部18Ａに渡って、
たとえば数10ターンの上記リッツ線を巻いてピックアッ
プコイル19を形成し、フェライト18の側部18Ａに、磁界
遮断部材で形成された板状の取付け部材20をその水平突
起部20Ａによりピックアップコイル19に接触しないよう
にピックアップコイル19に対向させて取付けて構成され
ている。そして取付け部材20の上端が、移動体Ａが所定
浮上位置に浮上した際に、誘導線路17がフェライト18の
中心に位置するように調整されて移動体Ａの本体３の下
部に取り付けられる。なお、ピックアップユニットＰ
は、移動体Ａが浮上していないときに、フェライト18が
ダクト16およびブラケット14に接触しないように構成さ
れている。

【００１７】また、移動体Ａの本体３には、図２および
図５に示すように、誘導線路17の側部に対向して誘導線
路17の上下に等間隔Ｌで配置され、起電力が生じる一対
の上下センシングコイル21が設けられ、図６に示すよう
に、移動体Ａの本体３の上面に設けられた浮上用電磁石
Ｍａの通電を制御する制御装置22に接続されている。制
御装置22は、一対の上下センシングコイル21に発生する
起電力の差動をとり、誘導線路17に対する移動体Ａの上
下位置を検出する差動検出回路23と、この差動検出回路
23の上下検出信号に基づいて移動体Ａの浮上位置を確認
し、浮上用電磁石Ｍａの通電制御信号を形成し、この通
電制御信号を、同じく移動体Ａの本体３の上面に設けら
れた、ピックアップコイル19に発生する起電力を電源と
する受電ユニット25に出力する制御回路24から構成され
ている。

【００１８】電源装置Ｍと受電ユニット25の詳細な回路
構成を図７の回路図にしたがって説明する。電源装置Ｍ
は、ＡＣ200 Ｖ３相の交流電源41と、コンバータ42と、
正弦波共振インバータ43と、過電流保護用のトランジス
タ44およびダイオード45とを備えている。コンバータ42
は全波整流用のダイオード46と、フィルタを構成するコ
イル47とコンデンサ48と抵抗49とこの抵抗49を短絡する
トランジスタ50とから構成され、正弦波共振インバータ
43は、図中に示すように交互に発振される矩形波信号に
より駆動されるトランジスタ51，52と、電流制限用のコ
イル53と、トランジスタ51，52に接続される電流供給用
のコイル54と、誘導線路17と並列共振回路を形成するコ
ンデンサ55とから構成されている。なお、トランジスタ
制御装置は省略している。

【００１９】また受電ユニット25は、ピックアップコイ
ル19に並列に接続され、ピックアップコイル19と誘導線
路17の周波数に共振する共振回路を構成するコンデンサ
31を設け、この共振回路のコンデンサ31に並列に整流用
のダイオード32を接続し、このダイオード32にダイオー
ド32の出力を所定直流電圧に制御する安定化電源回路33
を接続し、この安定化電源回路33に浮上用電磁石Ｍａの
通電を調整するパワー回路34を接続して構成されてい
る。このパワー回路34に浮上用電磁石Ｍａが接続され
る。安定化電源回路33は、電流制限用のコイル35と出力
調整用トランジスタ36と、フィルタを構成するダイオー
ド37およびコンデンサ38から構成されている。なお、ト
ランジスタ制御装置は省略している。

【００２０】上記電源装置Ｍと誘導線路17と移動体Ａの
構成による作用を説明する。まず、交流電源41から出力
されるＡＣ200 Ｖ３相の交流はコンバータ42により直流
に変換され、正弦波共振インバータ43により高周波、た
とえば10kHz の正弦波に変換されて誘導線路17に供給さ
れる。また、制御装置22は、誘導線路17の磁束により発
生した上下センシングコイル21の起電力に応じて移動体
Ａの浮上位置を確認して、浮上位置が所定位置になるよ
うに、受電ユニット25のパワー回路34に通電制御信号を
出力する。

【００２１】また、誘導線路17に発生する磁束により、
誘導線路17の周波数に共振する移動体Ａのピックアップ
コイル19に起電力が発生し、この起電力により発生した
交流電流は受電ユニット25のダイオード32で整流され、
安定化電源回路33により所定の直流電圧に整圧され、制
御装置22から入力した通電制御信号に応じてパワー回路
34により浮上用電磁石Ｍａに通電されて移動体Ａは浮上
する。この状態で移動体Ａは、ステーションＳＴに設け
られた一次コイル４によって与えられる推力により移動
する。

【００２２】このように、案内レールＢに沿って荷を搬
送中に移動体Ａに無接触で給電できることから、従来の
ように充電ステーションに移動する必要がなくなり、作
業効率を向上することができ、さらに従来のようなバッ
テリ10が不用になり、メンテナンスフリーを実現でき
る。また、移動体Ａの移動方向に関係なく給電すること
ができる。

【００２３】さらに上下センシングコイル21に発生する
起電力に応じて移動体Ａの上下（浮上）位置を制御する
ことで、移動体Ａの上下位置を最適に制御でき、従来の
ような高価なギャップセンサが不用となり、コストを下
げることが可能になる。

【００２４】またコ字状のフェライト18の開口部がブラ
ケット14の横一側部に対向し、その中心に誘導線路17を
位置するように調整して、固定されることから、図４に
示すように、ピックアップコイル19は誘導線路17で発生
する磁束密度が最も大きい位置に位置し、最も大きい起
電力が誘起され、効率よく給電できる。またフェライト
18およびピックアップコイル19は案内レールＢのカーブ
部でも誘導線路17に接触することはなく、移動体Ａはカ
ーブ部をスムーズに曲がることができる。

【００２５】また、断面がコ字状のフェライト18に、側
面に渡って、リッツ線を巻いてピックアップコイル19を
形成することにより、フェライト18の上部18Ｂ、下部18
Ｃによってリッツ線が保持されることでリッツ線が巻き
やすくなり、作業能率を上げることができる。

【００２６】また、誘導線路17を磁界遮断部材であるブ
ラケット14により囲むことにより、誘導線路17で発生す
る磁界がブラケット14により遮断され、磁界が浮上用電
磁石Ｍａ、停止用電磁石Ｍｂに与える影響を防止するこ
とができ、逆に浮上用電磁石Ｍａ、停止用電磁石Ｍｂで
発生する磁界が誘導線路17に与える影響を防止すること
ができる。

【００２７】さらに、誘導線路17の長さはピックアップ
コイル19の長さに比較して長いため、誘導線路17の１次
側インダクタンスはほぼ一定となり、また電源装置Ｍの
コンデンサ55と誘導線路17は共振回路を構成しているこ
とから、誘導線路17にほぼ一定の大きな電流値で、高周
波で正弦波の１次側電流を流すことができ、またピック
アップコイル19の２次側が共振回路となることで、図８
に示すように、共振周波数ｆ_o で２次側に大きな電圧ｖ
（図中では1000〜2000Ｖ）が発生し、誘導線路17とピッ
クアップコイル19との上下位置が移動体Ａの浮上位置に
より変化しても、誘導線路17の周波数が多少変動して
も、さらに２次側の共振周波数が誘導線路17の周波数か
ら多少変動しても、周波数ｆ₁ 〜ｆ₂ の範囲では所定値
（図中では300 Ｖ）以上の２次側電圧を発生することが
でき、よって大きな電力を安定して供給することができ
る。また、上記上下位置の調整をラフに行え、作業性が
よくなり製作を容易にすることができる。

【００２８】さらに誘導線路17とピックアップコイル19
に絶縁体でカバーされたリッツ線を使用することによ
り、導電部の露出がなくなり、安全性を高めることがで
き、またスパークがでなくなることから、火災などの危
険がなくなり、また防爆エリアでも使用することが可能
となる。さらに、誘導線路17には正弦波が給電されるこ
とにより、高調波が発生せず、ラジオノイズの発生を無
くすことができる。

【００２９】なお、本実施例では、１本のダクト16に１
本の誘導線路17を敷設する構成としているが、１本のダ
クト16内に２本以上の誘導線路17を敷設して、パワーア
ップを図ることもできる。また、一対の上下センシング
コイル21を設けているが、一個のコイルとしてもよく、
このときこのコイルに発生する起電力が一定となるよう
に浮上位置が制御される。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
（誘導）線路に通電（交流）されると、給電用コイルに
起電力が発生することにより、移動経路において無接触
で移動体に給電することができ、よって従来のように充
電ステーションに移動する必要がなくなり、作業効率を
向上することができ、また従来のようなバッテリが不用
になり、メンテナンスフリーを実現できる。また、移動
体の移動方向に関係なく給電できる。さらに上下センシ
ングコイルに発生する起電力に応じて上下位置を制御す
ることで、移動体の上下位置を最適に制御でき、よって
従来のような高価なギャップセンサが不用となり、コス
トを下げることが可能になる。また、線路に流れる電流
が正弦波であることにより、高調波が発生せず、ラジオ
ノイズの発生を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気浮上式の搬送設備の正面図であ
る。

【図２】同磁気浮上式の搬送設備の切欠側面図である。

【図３】同磁気浮上式の搬送設備の案内レールのレイア
ウトの概略平面図である。

【図４】同磁気浮上式の搬送設備のピックアップユニッ
ト部の要部断面図である。

【図５】同磁気浮上式の搬送設備のピックアップコイル
と上下センシングコイルの誘導線路に対する位置関係を
説明する図である。

【図６】同磁気浮上式の搬送設備の移動体の制御構成図
である。

【図７】同磁気浮上式の搬送設備の回路構成図である。

【図８】同磁気浮上式の搬送設備の２次側周波数−起電
力特性図である。

【図９】従来の磁気浮上式の搬送設備の正面図である。

【図10】従来の磁気浮上式の搬送設備の切欠側面図であ
る。

【図11】従来の磁気浮上式の搬送設備の案内レールのレ
イアウトの概略平面図である。

【符号の説明】

Ａ 移動体 Ｂ 案内レール Ｍ 電源装置 Ｐ ピックアップユニット ＳＴ ステーション Ｍａ 浮上用電磁石 Ｍｂ 停止用電磁石 ２ 浮上用磁性体 ４ 一次コイル ５ 停止用磁性体 ７ 二次導体 ９ 鉄板 14 ブラケット 16 ダクト 17 誘導線路 18 フェライト 19 ピックアップコイル 20 取付け部材 21 上下センシングコイル 22 制御装置 25 受電ユニット 31 ピックアップコイルと共振回路を形成するコンデ
ンサ 43 正弦波共振インバータ 55 誘導線路と共振回路を形成するコンデンサ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65G 54/00 - 54/02 B60L 5/00 B60L 13/02 - 13/10 B61B 13/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気浮上式の移動体の移動経路に沿って
   高周波の正弦波電流を流す線路を敷設し、前記移動体
   に、この線路の周波数に共振し、起電力が生じ、給電す
   る給電用コイルと、前記線路の側部に対向して配置さ
   れ、起電力が生じる上下センシングコイルを設けたこと
   を特徴とする磁気浮上式の搬送設備。