JPH0458247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、小物類を搬送するのに好適な浮上式
搬送装置に係わり、特に磁気浮上系の安定制御を
図れるようにした浮上式搬送装置に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近年、オフイスオートメーシヨン、フアクトリ
オートメーシヨンの一環として、建屋内の複数の
地点間において、伝票、書類、現金、試料等を搬
送装置を用いて移動させることが行われている。 このような用途に用いられる搬送装置は、オフ
イスの環境を損うものであつてはならず、粉塵の
発生等が無く低騒音であることが要求される。こ
のため、この種の搬送装置はガイドレールに対し
搬送車を非接触に支持し得るように構成されてい
る。搬送車を非接触で支持するには、空気や磁気
を利用するのが一般的であるが、中でも搬送車を
磁気的吸引力を用いて支持する方式は、ガイドレ
ールに対する追従性や、騒音低減効果に優れてお
り、最も有望な支持方式とされている。 このような磁気的吸引力を用いた支持方式によ
る浮上式搬送装置の中にあつて、本出願人は先に
磁気支持ユニツトとして永久磁石を用いたものを
提案した。この装置によれば、搬送車を浮上させ
るのに必要な起磁力の大部分を永久磁石の起磁力
で得ることができるので、電磁石の励磁電流を少
なくでき、省エネルギ化を図ることができる。 ところで、通常のオフイス環境においては多数
の障害物が存在するため、搬送路の構成が複雑に
なる場合が多い。この点を考慮すると、ガイドレ
ールを分割構造にするのが望ましい。ガイドレー
ルをこのように分割構造にすれば、据付作業の簡
易化を図ることができるからである。 しかし、ガイドレールを分割構造にすると、そ
の継目部分は搬送車の進行方向と直交することに
なる。もちろん、磁気支持ユニツト、空隙および
ガイドレールで形成される磁気回路が継目に対し
て平行であれば搬送車が継目を通過しても、この
磁気回路の磁気抵抗が大きく変化することはな
い。 しかし、この種の搬送装置では、空間的な制約
からガイドレールとしてできるだけ幅の狭いもの
を用いたいという要求があり、この要求を満たす
には搬送車の進行方向と磁気回路とを平行に配置
することが望ましい。また、磁気回路を搬送車の
進行方向に対して直交する方向に設定した場合で
も、搬送路の敷設上の制約から搬送車を、これま
での進行方向に対して直角に分岐させなければな
らない場合も生じてくる。この時、分岐後の磁気
支持ユニツトがつくる前記磁気回路は、分岐前と
は異なり、搬送車の進行方向と平行になり、継目
部分通過時において継目と直交することになる。
こうなると、第６図に示すように、磁気支持ユニ
ツト１、空〓隙およびガイドレール２で形成され
る磁気回路の磁気抵抗が増加し、磁気上記ユニツ
ト１とガイドレール２との間の磁気的吸引力が低
下してしまう。このため継目部分では一時的に電
磁石の励磁電流を増やすなどして磁気的吸引力を
増加させる措置が必要であるが、このような措置
をとつても搬送車が振動したり、また励磁電流を
必要以上に流しすぎて磁気支持ユニツトとガイド
レールとが吸着してしまうなどの不具合が生じる
ことになる。このような不具合が生じると磁気支
持制御系の安定化を損うばかりか電力を無駄に消
費することになる。 〔発明の目的〕 本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、分割構造のガイ
ドレールに沿つて進行する搬送車の進行方向と平
行に磁気回路を設定した場合でも、ガイドレール
の継目部分で磁気的吸引力が大幅に低下するのを
防止でき、常に磁気浮上系の安定化が図れる浮上
式搬送装置を提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明は、強磁性体で形成された複数のレール
分割体を直列接続してなるガイドレールと、この
ガイドレールに沿つて走行自在に配置された搬送
車と、この搬送車に搭載されて前記ガイドレール
の下面と空隙を介して対向する電磁石を備えた磁
気支持ユニツトと、前記電磁石の励磁電流を制御
して前記磁気支持ユニツトが発生させる磁束が通
る磁気回路を安定化させる制御手段とを備えた浮
上式搬送装置において、前記レール分割体の接続
端部を次のように形成したことを特徴としてい
る。 すなわち、前記磁気支持ユニツトが前記搬送車
の進行方向および鉛直方向と平行な平面に沿つた
磁束を発生させる区間では、前記レール分割体の
接続端部が、前記平面と平行でかつ前記磁気回路
の前記進行方向の長さよりも長い部分を備えてい
ることを特徴としている。 〔発明の効果〕 本発明によれば、磁気支持ユニツトにより発生
する磁束を、搬送車の進行方向および鉛直方向と
平行な平面に沿わせるようにした区間において、
ガイドレールの継目部分を搬送車が通過する際で
も、レール分割体の接続端部に搬送車の進行方向
および鉛直方向と平行な部分でしかも磁気支持ユ
ニツトで発生した磁束が通る磁気回路の進行方向
長さよりも長い部分を設けているので、磁束の全
てが継目部分を横切ることがなく、磁気抵抗が大
幅に変動することはない。このため、ガイドレー
ルの継目部分において磁気支持ユニツトとガイド
レールとの間の磁気的吸引力が変動することもな
い。したがつて、本発明によれば、磁気浮上系の
安定化を図ることができるうえ、励磁電流が必要
以上に流れることも無いので省エネルギ化にも寄
与し得る。勿論、ガイドレールは分割構造である
ため据付性を損うこともない。 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例に
係る浮上式搬送装置について説明する。 第１図において１１は、断面が逆Ｕ字状に形成
され、例えばオフイス空間において障害物を避け
るようにして敷設された軌道枠である。この軌道
枠１１の上部壁下面には２本のガイドレール１２
ａ，１２ｂが平行に敷設されており、軌道枠１１
の側壁内面にはそれぞれ断面がコ字状の非常時用
ガイド１３ａ，１３ｂが互いの開放側を対面させ
て敷設されている。ガイドレール１２ａ，１２ｂ
の下側には、搬送車１５が上記ガイドレール１２
ａ，１２ｂに沿つて走行自在に配置されている。
また、軌道枠１１の上部壁下面で上記ガイドレー
ル１２ａ，１２ｂの間の部分には、上記ガイドレ
ールに沿つて所定の距離を隔ててリニア誘導電動
機の固定子１６が配置されている。 ガイドレール１２ａ，１２ｂは、強磁性体で形
成された帯状部材２１の下面に白色の塗装を施し
たものであり、オフイスへの据付作業を容易化す
るため分割構造となつている。各帯状部材２１の
継目部分Ａは、同部材２１の内側側端部から同中
央部にかけて同部材２１の幅方向に延びる部分ａ
１と、この部分ａ１から同部材２１の長さ方向に
延びる部分ａ２と、この部分ａ２から同部材２１
の外側側端部にかけて幅方向に延びる部分ａ３と
からなる階段形状を呈している。そして、同部材
２１の長さ方向に延びる部分ａ２は、後述する磁
気支持ユニツト３１で発生した磁束が通る磁気回
路の搬送車進行方向の長さよりも長く設定されて
いる。この継目部分Ａは所定の接合処理がなされ
ている。 次に搬送車１５の構成について説明する。すな
わち、ガイドレール１２ａ，１２ｂの下面と対向
するように平板状の基台２５が配置されている。
この基台２５は、進行方向に配置された２つの分
割板２６ａ，２６ｂと、両分割板２６ａ，２６ｂ
を同進行方向と直交する面内で回転可能に連結す
る連結機構２７とで構成されている。この基台２
５の上面四隅位置には、それぞれ計４つの磁気支
持ユニツト３１が搭載されている。これら磁気支
持ユニツト３１は、上記基台２５上面で図示しな
いボルトおよび台座３３を用いて前記基台２５に
取付けられている。これら磁気支持ユニツト３１
には、同ユニツト３１とガイドレール１２ａ，１
２ｂの下面との間の空隙長を検出する光学ギヤツ
プセンサ３４が取付けられている。また、各分割
板２６ａ，２６ｂの下面には、２組の連結部材３
５を介して搬送物の収容のための容器３７，３８
がそれぞれ取付けられている。そして、これら容
器３７，３８には、前記４つの磁気支持ユニツト
３１をそれぞれ制御するための制御装置４１と、
定電圧発生装置４２と、これらに電力を供給する
小容量の電源４３とがそれぞれ２つずつ計４つ搭
載されている。また、前記基台２５の下面四隅位
置には、磁気支持ユニツト３１の磁気力喪失時な
どにおいて前記非常用ガイド１３ａ，１３ｂの上
下壁内面に接触して搬送車１５を上下方向に支持
するための４つの縦車輪４５ａと、同非常用ガイ
ド１３ａ，１３ｂの側壁内面に接触して搬送車１
５を左右方向に支持するための４つの横車輪４５
ｂとがそれぞれ取付けられている。なお、基台２
５は前述したリニア誘導電動機の可動要素である
導体板を兼ねたものであり、装置の稼動時におい
ては、固定子１６と僅かのギヤツプを介して対向
する高さに配置されている。 磁気支持ユニツト３１は、上端部がガイドレー
ル１２ａ，１２ｂの下端部と対向するように搬送
車１５の進行方向と平行な方向に配置された２つ
の電磁石５１，５２と、これら電磁石５１，５２
の各下部側面間に介在する永久磁石５３とで構成
されており、全体としてＵ字状をなすものであ
る。各電磁石５１，５２は、強磁性体で形成され
た継鉄５５と、この継鉄５５に巻装されたコイル
５６とで構成されており、各コイル５６は、電磁
石５１，５２によつて形成される磁束が互いに加
算されるような向きで直列に接続されている。 また、制御装置４１は、例えば第２図に示すよ
うに構成されている。なお、この図において矢印
は信号経路をまた棒線は電力経路を示したもので
ある。この制御装置４１は、搬送車１５に取付け
られて磁気支持ユニツト３１によつて形成される
磁気回路中の起磁力あるいは磁気抵抗もしくは搬
送車１５の運動の変化を検出するセンサ部６１
と、このセンサ部６１からの信号に基づいてコイ
ル５６に供給すべき電力を演算する演算回路６２
と、この演算回路６２からの信号に基づいて、前
記コイル５６に電力を供給するパワーアンプ６３
とで構成されており、これが４つ集まつて４つの
磁気支持ユニツト４１をそれぞれ制御する。セン
サ部６１は、外部雑音の影響を抑制するため前述
した光学ギヤツプセンサ３４の信号を変調する変
調回路６４と、前記コイル５６の電流値を検出す
る電流検出器６５とで構成されている。演算回路
６２は、一方においては、光学ギヤツプセンサ３
４からの信号を変調回路６４を介して導入し、減
算器６６によつてギヤツプ長設定値Z₀を減算する
とともに、この減算器６６の出力を直接、または
微分器６７を介してそれぞれフイードバツクゲイ
ン補償器６８，６９に導き、他方においては電流
検出器６５からの信号をフイードバツクゲイン補
償器７０に導くものであり、さらに電流検出器６
５から導入され減算器７１でＯ信号と比較された
後、積分補償器７２で補償された信号と、上記３
つのフイードバツクゲイン補償器６８〜７０の加
算器７３による加算出力とを減算器７４で比較し
て、その偏差を前記パワーアンプ６３に出力する
ものとなつている。 また、定電圧発生装置４２は、電源４３と制御
装置４１との間に介在されており、変調回路６
４、演算回路６２および光学ギヤツプセンサ３４
に常に一定の電圧で電流を供給している。この定
電圧発生装置４２は、電源４３の負荷変動に起因
する電圧降下が制御装置４１に与える影響を除去
するためのもので、基準電圧発生装置７５と、こ
の基準電圧発生装置７５の出力信号に基づき常に
一定電圧で必要とされる電流を制御装置４１に供
給する電流増幅器７６とから構成されている。 次に、このように構成された本実施例に係る浮
上式搬送装置の動作について説明する。 装置が停止状態にある場合には、非常用ガイド
１３ａ，１３ｂの上下壁のいずれか一方の内面に
搬送車１５の縦車輪４５ａが接触している。この
状態で装置を起動させると、制御装置４１は、永
久磁石５３が発生する磁束と同じ向きまたは逆向
きの磁束を電磁石５１，５２に発生させるととも
に、磁気支持ユニツト３１とガイドレール１２
ａ，１２ｂとの間に所定の空隙長を維持させるべ
く励磁コイル５６に流す電流を制御する。これに
よつて、第３図ａに示すように、永久磁石５３〜
継鉄５５〜空隙Ｐ〜ガイドレール１２ａ，１２ｂ
〜空隙Ｐ〜継鉄５５〜永久磁石５３の経路からな
る磁気回路が形成される。この磁気回路に形成さ
れる磁束φは、同図ｂに示すように搬送車１５の
進行方向および鉛直に対して平行な面に沿うよう
に発生する。ギヤツプ長は、搬送車１５など被支
持体の重量と、永久磁石５３の起磁力による磁気
支持ユニツト３１〜ガイドレール１２ａ，１２ｂ
間の磁気的吸引力とが丁度釣合うような長さに設
定される。制御装置４１は、このギヤツプ長を維
持すべく電磁石５１，５２の励磁電流制御を行
う。これによつて、いわゆるゼロパワー制御がな
されることになる。 いま、搬送車１５がリニア誘導電動機の固定子
１６の真下にあるとして、この固定子１６を付勢
すると、基台２５が固定子１６から電磁力を受け
るので、搬送車１５は、磁気浮上状態のままガイ
ドレール１２ａ，１２ｂに沿つて走行し始める。
搬送車１５が空気抵抗等の影響で完全静止するま
での間に再び固定子１６が配置されていれば、搬
送車１５は再度付勢されてガイドレール１２ａ，
１２ｂに沿つた移動を持続させる。この移動は目
的とする地点まで継続される。かくして、搬送車
１５を非接触状態で目的地点まで移動させること
ができる。 そして、この実施例によれば、搬送車１５が移
動の過程でガイドレール１２ａ，１２ｂの継目部
分Ａを通過する際でも、第３図ｂから明らかな如
く、接合面の一部でかつ搬送車１５の進行方向に
平行な部分と、磁束φの発生する方向とが一致し
ているので、磁束φが継目部分Ａを完全に横切る
ことがない。このため、磁気抵抗の変化を抑制で
き、継目部分通過時の制御性能の安定化を図るこ
とができる。 また、この実施例の装置では、ガイドレール１
２ａ，１２ｂの平面度の狂いや、搬送車１５の重
心位置の変化等があつた場合は、各磁気支持ユニ
ツト３１が支持すべき重量に釣合う吸引力を永久
磁石５３に発生させるような間隙を各磁気支持ユ
ニツト３１とガイドレール１２ａ，１２ｂとの間
に確保する必要がある。この場合には、連結機構
２７を中心として分割板２６ａが分割板２６ｂに
対して回転し、それぞれの磁気支持ユニツト３１
が適切な間隙長を保つように作用する。 なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。 たとえば、上記実施例では、継目部分Ａが階段
形状を呈しているが、これはガイドレール１２
ａ，１２ｂを形成する帯状部材２１の接合部の形
状を何等限定するものではなく、たとえば第４図
に示すように、ガイドレール１２ａ，１２ｂをそ
れぞれ側端面で接続するようにしても良い。この
ように構成すると、浮上式搬送装置が温度差の激
しい環境にあつても、磁気支持ユニツト３１の吸
引力に大きな影響を与えることなしにガイドレー
ル１２ａ，１２ｂの熱膨張による寸法の狂いを吸
収できるという利点がある。 また、第５図に示すように継目部分Ａを複数段
の階段状にし、搬送車１５の進行方向と平行な部
分をそれぞれ磁気回路の進行方向の長さよりも長
くするようにしてもよい。この例では継目部分Ａ
のうちガイドレール１２ａ，１２ｂの幅方向に延
びる部分が３つであるから、継目部分Ａが磁束を
横切るのは最大でもガイドレールの幅の1/3であ
る。したがつて、前述した例よりもさらに安定な
制御が可能である。この効果は階段状部分の段数
を増やせば増やす程高まる。 また、継目部分Ａに接する軌道枠１１の上部下
面に強磁性体の継手金具を用いることにより、磁
気支持ユニツト３１、空隙Ｐおよびガイドレール
１２ａ，１２ｂで形成される磁気回路を継目部分
Ａにおいてより安定な状態にするようにしてもよ
い。 さらに本発明は、磁気支持ユニツトとして電磁
石のみを用いた浮上式搬送装置にも適用可能であ
ることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る浮上式搬送装
置の概略構成を示す斜視図、第２図は同装置の制
御装置の電気的構成を示すブロツク図、第３図ａ
は同装置の磁気回路を示す一部切欠した側面図、
同図ｂは同一部切欠した正面図、第４図および第
５図は本発明の他の実施例に係る浮上式搬送装置
をそれぞれ説明するための図、第６図は従来の浮
上式搬送装置を説明するための図である。 １，３１…磁気支持ユニツト、２，１２ａ，１
２ｂ…ガイドレール、１１…軌道枠、１３ａ，１
３ｂ…非常用ガイド、１５…搬送車、１６…リニ
ア誘導電動機の固定子、２５…基台、２６ａ，２
６ｂ…分割板、２７…連結機構、３４…ギヤツプ
センサ、３７，３８…容器、４１…制御装置、４
２…定電圧発生装置、４３…電源、５１，５２…
電磁石、５３…永久磁石、５５…継鉄、５６…コ
イル、Ａ…継目部分、Ｐ…空隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 強磁性体で形成された複数のレール分割体を
   直列接続してなるガイドレールと、このガイドレ
   ールに沿つて走行自在に配置された搬送車と、こ
   の搬送車に搭載されて前記ガイドレールの下面と
   空〓を介して対向する電磁石を備えた磁気支持ユ
   ニツトと、前記電磁石の励磁電流を制御して前記
   磁気支持ユニツトが発生させる磁束が通る磁気回
   路を安定化させる制御手段とを備えた浮上式搬送
   装置において、前記磁気支持ユニツトが前記搬送
   車の進行方向および鉛直方向と平行な平面に沿つ
   た磁束を発生させる区間では、前記レール分割体
   の接続端部が、前記平面と平行でかつ前記磁気回
   路の前記進行方向の長さよりも長い部分を備えて
   いることを特徴とする浮上式搬送装置。 ２ 前記磁気支持ユニツトは、前記電磁石と、こ
   の電磁石、前記ガイドレールおよび前記空〓で構
   成される磁気回路中に介在し前記搬送車を浮上さ
   せるのに必要な起磁力を供給する永久磁石とで構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の浮上式搬送装置。 ３ 前記レール分割体の接続部は、強磁性体の継
   手金具で結合されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の浮上式搬送装置。 ４ 前記継手金具は、前記ガイドレールを支持す
   る要素に一体的に形成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の浮上式搬送装置。