JPH0757042B2 - 浮上式搬送装置 - 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が好適な浮上式搬送装置
に係わり、特に搬送車に効率良く推進力を与えるように
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、オフィスオートメーション、ファクトリオートメ
ーションの一環として、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、オフィスの環
境を損うものであってはならず、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
搬送車を磁気的に支持する方式は、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。

ところで、従来のこうした磁気的な支持方式により浮上
している搬送車を走行させるには、片側式リニア誘導電
動機の二次導体板を搬送車に取付け、同電動機の固定子
を軌道側に配置して加減速に必要な推力を搬送車に与え
る方式が、その構造の簡単化から最も広く用いられてい
る。

片側式リニア誘導電動機は、一般に二次導体板に鉄板を
裏打ちし、その固定子の発生する磁束を二次導体に集中
させて大きな推力を得る構造となっている。しかし、こ
のように鉄板を裏打ちした二次導体板を搬送車に取付け
ると、固定子と鉄板との間に強力な磁気的吸引力が働
き、搬送車の磁気浮上が非常に困難になるという欠点が
あった。また、この吸引力が発生しないように鉄板を取
り除くこともできるが、そのようにすると固定子の発生
する磁束が二次導体に集中せず、固定子と二次導体との
間の空隙長を極端に短くしない限り大きな推力が得られ
ないことになる。さらに、空隙長を極端に短くすると、
走行中の搬送車が固定子に衝突しかねないという問題も
生じてくる。

〔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、搬送車の磁気浮上状態に悪影響
を及ぼさずに搬送車に大きな加減速力を与えることがで
き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、少なくとも下面部分が強磁性体で形成され固
定側に配置されたガイドレールと、このガイドレールに
沿って走行自在に配置された搬送車と、前記ガイドレー
ルの下面と空隙を介して対向するように配置された電磁
石，並びに前記電磁石，前記ガイドレールおよび前記空
隙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で構成され前
記搬送車に搭載された−または複数の磁気支持ユニット
と、前記電磁石の励磁電流を制御して前記電磁石に流す
電流が零になる状態で前記磁気回路を安定化させる制御
手段と、前記搬送車に前記ガイドレールに沿った推力を
与えるリニア誘導電動機とを備えた浮上式搬送装置にお
いて、前記リニア誘導電動機が、前記搬送車に設けられ
た二次導体と、この二次導体と対向するように前記ガイ
ドレールに沿って前記固定側に点在配置された複数の固
定子と、これらの固定子に対向し、かつ対向する固定子
との間に前記二次導体を非接触に通過させる間隙を設け
て前記固定側に配置された複数の強磁性体とを具備した
ものであることを特徴としている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、二次導体に磁束を集中させるための強
磁性体と、片側式リニア誘導電動機の固定子との間に磁
気的吸引力が作用しても、両者が共に固定側に固定され
ているため、その吸引力はなんら搬送車に影響を与えな
い。また、固定子から出た磁束は対向する強磁性体に向
かい、この強磁性体内を進んだ後に強磁性体から固定子
へと向かう。このため、固定子と強磁性体との対向空間
に二次導体が進入してくると、磁束が二次導体の進行方
向とほぼ直交するように二次導体を貫通し、この貫通に
よって二次導体に誘起される渦電流の流路は貫通してい
る磁束の方向と直交する平面内に位置する。したがっ
て、二次導体には固定子と平行する方向以外の力はほと
んど作用しない。したがって、搬送車の浮上走行状態の
安定化を図ることができる。

しかも、このように強磁性体を固定側に配置すれば、二
次導体の強磁性体を裏打ちする場合に比べ、搬送車の重
量が軽くなるので、その分だけ搬送車の積載重量を増す
ことができる。

なお、本発明では強磁性体によって、二次導体に磁束を
集中させることができ、大きな加減速力を得ることがで
きるため、搬送車の登坂能力を向上させることができ
る。この結果、複雑な搬送経路を設定でき、省スペース
化に寄与できる。

〔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〜第３図において１は、断面が逆Ｕ字状に形成さ
れ、例えばオフィ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１の上部壁下
面には２本のガイドレール2a,2bが平行に敷設されてお
り、軌道枠１に側壁内面にはそれぞれ断面がコ字状の非
常時用ガイド3a,3b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2a,2bの下側には、搬送車15が
上記ガイドレール2a,2bに沿って走行自在に配置されて
いる。そして、軌道枠１の上部壁中央部には、搬送軌道
に沿って所定の距離を隔てて複数の縦長の孔1aが形成さ
れ、これら孔1aを軌道枠１の上面から塞ぐ天板４の下面
に、上記孔1aに収容される状態でリニア誘導電動機の固
定子16が配置されている。また第２図に示すように、軌
道枠１の孔1aの両側縁部からは上記固定子16の下面に所
定ギヤップを介して対向する例えば鉄板からなる強磁性
体5a,5bが張出している。

ガイドレール2a,2bは、強磁性体で形成された逆Ｕ字状
部材21の下面に白色のビニルテープ22を貼着してなるも
のであり、オフィスへの据付作業を容易化するため分割
構造となっている。各部材21の継目部分Ａは所定の接合
処理が施されている。

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2a,2b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。連結部材27は、小径の曲線搬送軌道通
過時においてカントによるガイドレール2a,2bの作る平
面の狂いを吸収するためのものである。各分割板26a,26
bの各中央部上方には、装置の稼動時に前記固定子16と
強磁性体5a,5bとの間のスペースを両者とは非接触状態
で通過し得る高さの位置に、前述したリニア誘導電動機
の可動要素である二次導体板28a,28bがそれぞれ配置さ
れている。これら二次導体板28a,28bは非磁性体で形成
され、連結板29a,29bを介して前記分割板26a,26bにそれ
ぞれ固定されている。この基台25の上面四隅位置には、
それぞれ計４つの磁気支持ユニット31が搭載されてい
る。これら磁気支持ユニット31は、上記基台25上面で回
転可能なようにボルト32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ット31に
は、同ユニット31とガイドレール2a,2bの下面との間の
空隙長を検出する光学ギャップセンサ34が取付けられて
いる。また、各分割板26a,26bの下面には、連結部材35
a,35b,36a,36b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37,3
8には、前記４つの磁気支持ユニット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、磁気支持ユニット31の磁気力喪失時などにおい
て前記非常用ガイド3a,3b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3a,3bの側壁内面に接触して搬送車15を
左右方向に支持するための４つの横車輪45bとがそれぞ
れ取付けられている。

磁気支持ユニット31は、上端部がガイドレール2a,2bの
下端部と対向するように搬送車15の進行方向と直交する
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によっ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４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ット31によっ
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つ集まって４つ
の磁気支持ユニット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ャッ
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、光学ギャップセン
サ34からの信号を変調回路64を介して導入し、減算器66
によってギャップ長設定値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
れフィードバックゲイン補償器68,69に導き、他方にお
いては電流検出器65からの信号をフィードバックゲイン
補償器70に導くものであり、さらに電流検出器65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つのフィードバックゲイン
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
のとなっている。

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64、演算回路62および光学
ギャップセンサ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3a,3b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
支持ユニット31とガイドレール2a,2b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。これによって、第５図に示すように、永久磁石53〜
継鉄55〜空隙Ｐ〜ガイドレール2a,（2b）〜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、搬送車15の進
行方向に対して直交する面に沿うように発生する。この
ような方向で磁束が発生すればガイドレール2a,2bの継
目部分Ａの通過の際にも磁気抵抗の瞬間的な低下が少な
く、継目通過時の振動を低減できる。ギャップ長は、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
る磁気支持ユニット31〜ガイドレール2a（2b）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、このギャップ長を維持すべく電磁石51，52の
励磁電流制御を行う。これによって、いわゆるゼロパワ
ー制御がなされることになる。

いま、磁気浮上中の搬送車15がリニア誘導電動機の固定
子16の真下にあるとする。この固定子16に施された三相
巻線に三相交流電圧を印加すると特定の向きに進行する
移動磁界が発生する。搬送車15の二次導体板28a,28bを
介して固定子16と対向する側には強磁性体5a,5bが配置
されているので、固定子16によって発生した磁束は、こ
の強磁性体5a,55bに集中する。このため、結果的に二次
導体板28a,28bに磁束が集中することになる。この磁束
は、二次導体板28a,28bを貫通するので、これによって
二次導体板28a,28bに電流が流れる。この結果、電流と
磁界との相互作用によって搬送車15が電磁力を受けるの
で、搬送車15は、磁気浮上状態のままガイドレール2a,2
bに沿って走行し始める。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2a,2bに
沿っ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。

この実施例によれば、固定子巻線の励磁によって固定子
16と強磁性体28a,28bとの間に磁気的吸引力が発生した
場合でも、強磁性体5a,5bが固定側に固定されているの
で、両者の相対位置が変動することはなく、搬送車15の
走行に与える影響は全くない。また磁束は二次導体5a,5
bの進行方向とほぼ直交するように二次導体板5a,5bを貫
通するので、二次導体板5a,5bには固定子16と平行する
方向以外の力はほとんど作用しない。したがって、安定
した浮上状態を維持した状態で、磁束の集中化による大
きな加減速力を得ることができる。このような大きな加
減速力が得れれば、登板能力も向上し、少ないスペース
で障害物の回避を容易に行なえ、省スペース化に寄与で
きる。

また、強磁性体を二次導体板5a,5bに裏打ちしないこと
により、搬送車15の重量も低減できるので、設定された
磁気力の範囲内で搬送可能な重量を増すことができ、搬
送能力の向上にもつながる。

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。

たとえば第６図は、リニア誘導電動機を搬送車の下側に
配置した例である。すなわち、図中101a,101bは、所定
の搬送経路に平行に敷設されたガイドレールである。搬
送車102は、このガイドレール101a,101b上に浮上状態で
配置されており、リニア誘導電動機の固定子103はこの
搬送車102の下側に搬送軌道に沿って複数配置されてい
る。搬送車102は、ガイドレール101a,101bの上面に配置
され下面に補助車輪104を備えた容器105と、上記ガイド
レール101a,101bの下面に配置された基台106とを連結部
材107で連結するとともに、上記基台106の四隅位置に４
つ磁気支持ユニット108をその磁気吸引面を前記ガイド
レール101a,101bの下面に向けて配置して、さらに上記
基台106の下側に二次導体板109を非磁性体のスペーサ11
0を介して固定したものである。そして、二次導体板109
を介して前記固定子103と対向する位置に上記固定子103
の磁束を導く強磁性体111が配置されている。この強磁
性体111は、非磁性体のスペーサ112を介して固定子103
に固定されている。

このような構成であっても、前述した本発明の効果を奏
することができる。また、この場合には、リニア誘導電
動機とガイドレールとを別々に配置するようにしている
ので、ガイドレールの敷設作業を容易に行なえる。

なお、二次導体は板状のものに限定されるものではな
く、例えば線状のものを用いた装置にも本発明を適用す
ることは可能である。また、特に二次導体を設けずに、
例えば磁気支持ユニットを搭載する基台の中央部に縦方
向に延びるスリットを形成し、上記基台を二次導体とし
て兼用するようにしても良い。

この他、容器、その他の構成要素の形状も本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【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図は同装置の縦断面図、第３図
は同装置を一部切欠した側面図、第４図は同装置の制御
装置の電気的構成を示すブロック図、第５図は同装置の
作用を説明するための図、第６図は本発明の他の実施例
に係る浮上式搬送装置の縦断面図である。 １……軌道枠、2a,2b,101a,101b……ガイドレール、3a,
3b……非常時用ガイド、４……天板、5a,5b……強磁性
体、15,102……搬送車、16,103……リニア誘導電動機の
固定子、25,106……基台、26a,26b……分割板、27……
連結機構、28a,28b,111……二次導体板、34……ギャッ
プセンサ、37,38,105……容器、41……制御装置、42…
…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、Ｐ……空隙。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも下面部分が強磁性体で形成され
   て固定側に敷設されたガイドレールと、このガイドレー
   ルに沿って走行自在に配置された搬送車と、前記ガイド
   レールと空隙を介して対向するように配置された電磁
   石，並びにこの電磁石，前記ガイドレールおよび前記空
   隙で構成される磁気回路中に介在して前記搬送車を浮上
   させるのに必要な起磁力を供給する永久磁石で構成され
   て前記搬送車に搭載された磁気支持ユニットと、前記電
   磁石の励磁電流を制御して前記電磁石に流す電流が零に
   なる状態で前記磁気回路を安定化させる制御手段と、前
   記搬送車に前記ガイドレールに沿った推進力を付与する
   リニア誘導電動機とを備えた浮上式搬送装置において、
   前記リニア誘導電動機は、前記搬送車に設けられた二次
   導体と、この二次導体と対向するように前記ガイドレー
   ルに沿って前記固定側に点在配置された複数の固定子
   と、これらの固定子に対向し、かつ対向する固定子との
   間に前記二次導体を非接触に通過させる間隙を設けて前
   記固定側に配置された複数の強磁性体とを具備してなる
   ことを特徴とする浮上式搬送装置。
2. 【請求項２】前記二次導体は、導体板であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の浮上式搬送装置。