JPH10231024A - ビル内搬送設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のビルへの荷物の搬出入の効率化。 【解決手段】 励磁コイルが取り付けられた非磁性材料
製リニアチューブからなる搬送ラインと、車輪および永
久磁石がそれぞれ取り付けられた、その胴部に荷物を収
容可能なカプセルとからなるリニアモータ式カプセル型
搬送装置を用いて荷物をビルに搬出入する。地下のステ
ーション５で集配された荷物をカプセルに収容する。カ
プセルは地下のループ状搬送ライン７を走行し、分岐装
置８で分岐されて待機用搬送ライン９に進入し、ここで
待機する。ビル２内に進入していたカプセルがビル２か
ら出てきたら、待機していた次のカプセルがビル２の鉛
直搬送ライン１０に進入し、所定階の移載装置４４など
によってカプセルの荷物が積み卸しされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リニアモータ式
カプセル型搬送装置を用いた荷物のビル内搬送設備に関
し、詳しくは、宅配用トラック等により地下のステーシ
ョンに運びこまれた荷物をリニア駆動するカプセルに積
み換え、該カプセルを地下に設けたループ状の搬送ライ
ンおよび前記搬送ラインから分岐装置で分岐させて複数
のビルの各々の各階層に効率良く搬出入する設備に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平３−１１１３３１号公報は、非磁
性のパイプ（リニアチューブ）に励磁コイルを巻いて搬
送ラインとし、この中を走行するカプセルに永久磁石を
取り付けてリニアモータを構成し、電磁力による吸着ま
たは反発によりカプセルを駆動するリニアモータ式カプ
セル型搬送装置により、ステーション間に設けた地下の
トンネルを通して大量の荷物を高速で搬送し荷降ろしす
るための装置を開示する（以下、「先行技術１」とい
う）。

【０００３】実開平２−２４７６２号公報は、走行駆動
に誘導型リニアモータを取り付け、非接触で走行駆動す
る方法を開示する。前記方法では、レールの上部および
下部に誘導リニアーモータを取り付け、走行体にアルミ
および鉄板で構成されるリアクションプレートを取り付
けた構造とすることにより、走行体に推力を与えて走行
する（以下、「先行技術２」という）。

【０００４】特開平５−２０７６０４号公報は、モノレ
ールをアルミ構造にし、特殊なケーブル、高周波（１０
ｋＨｚ程度）の電源供給およびピックアップコイルへの
誘導により非接触で集電して走行体内蔵の制御機器およ
びモータを駆動する方法を開示する。本方法では、駆動
輪をレールに押し付けた粘着走行となる（以下、「先行
技術３」という）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】先行技術１は、リニア
チューブが２列の往復ラインとなっているため、大きな
トンネルが必要であった。また、ステーションが地上に
設けられているため、大きなスペースが必要となり、密
集地での設置が困難であった。また、水平ラインおよび
鉛直ラインを通って搬送する場合でも各階において水平
ラインまで運んで移載していたため大きなスペースが必
要となり、ビル（建物）内での搬送が困難であった。ま
た、この方式は、１区間に１台のカプセルしか走行制御
できなかった。また、具体的な複数の台数の走行制御に
関して記述されていない。

【０００６】誘導型リニアモータを用いている先行技術
２は、リニアモータとリアクションプレートとの間隔
（ギャップ）が大きく影響し、それが５ｍｍ程度離れて
も推力が半減する。そのため、狭いギャップを維持する
ために精密で堅牢なレール構造が必要であった。また、
曲がりに対しギャップが大きくなるため、推力の低下が
問題となっていた。

【０００７】先行技術３の非接触集電方式による搬送
は、誘導電流の発生を極力防ぐためにモノレールにアル
ミ等の高級な非磁性材が使用されている。また、高周波
電源を使用しているためインピーダンスが過度に増大す
ることから共振回路が必要となり、距離および構成に制
約を受け、複雑な電源構造となっている。また、粘着走
行となるため駆動ギヤの騒音や傾斜のためにピニオン・
ラックギヤが必要となり、構造の複雑さおよびタイヤの
摩耗等が生じメンテナンスが必要であった。

【０００８】従って、この発明の目的は、上記の課題を
解決し、道路やビル内の荷物搬送効率を大幅に向上する
ことができ、搬送ライン長およびスペースを大幅に縮小
することができ、設置工事が容易な、リニアモータ式カ
プセル型搬送装置を用いたビル内搬送設備を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
励磁コイルが取り付けられた非磁性材料製リニアチュー
ブからなる搬送ラインと、車輪および永久磁石がそれぞ
れ取り付けられた、その胴部に荷物を収容可能なカプセ
ルとからなり、前記胴部に荷物を格納した前記カプセル
が、前記励磁コイルと前記永久磁石とによる電磁力によ
り前記車輪を介して前記リニアチューブ内を走行して前
記荷物を搬送するリニアモータ式カプセル型搬送装置を
用いたビル内搬送設備において、地下にループ状に設け
られた、前記リニアチューブからなるループ状搬送ライ
ンと、前記ループ状搬送ラインと連絡して設けられた、
前記カプセルに荷物を積み降ろすためのステーション
と、複数のビルのそれぞれと前記ループ状搬送ラインと
の間にそれぞれ設けられた、前記カプセルが待機可能
な、前記リニアチューブからなる待機用搬送ラインと、
前記ループ状搬送ラインを前記待機用搬送ラインに分岐
するための、前記ループ状搬送ラインの途中に前記待機
用搬送ラインのそれぞれと接続して設けられた、分岐装
置と、前記複数のビルのそれぞれに鉛直方向に設けら
れ、且つ、前記待機用搬送ラインと接続された、前記リ
ニアチューブからなる鉛直搬送ラインと、前記ビル内の
所定階に設けられた、前記カプセルに収容された前記荷
物を前記鉛直搬送ラインの途中で積み降ろすための積載
装置と、からなることに特徴を有するものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記リニアチューブは、断面矩形の角型に
形成され、前記励磁コイルは、このように形成された角
型リニアチューブの複数の側面に、前記リニアチューブ
の内周面から内側に突出させて前記永久磁石との間隔を
任意に調整可能に取り付けられていることに特徴を有す
るものである。

【００１１】道路やビルの地下に積み降ろし用のステー
ションを設けることで、地上の駐車スペースおよび駐車
するトラック量を低減できる。また、リニアチューブ
（以下、「チューブ」という）内をカプセルが走行する
搬送ラインをエンドレスのループ状（環状）として単線
にすることで搬送ライン長を節約できスペースを小さく
することができる。その際、複数あるビル内へのカプセ
ルの進入の仕分けは、ループ状搬送ラインに分岐装置を
設け、前記分岐装置から分岐させることにより容易であ
る。

【００１２】搬送ラインを複数のセクションに区切り、
主配線からセクションごとにサイリスタやトランジスタ
ー等の切替器を経て並列につなぎ、カプセルが走行して
いるセクションのみに電流を流すことができる。また、
セクション長を変えることにより、消費電力の減少およ
び動力の小型化が図れる。

【００１３】複数のカプセルを走行させる場合、搬送ラ
インを駆動するカプセル数以上にゾーンを分ける。更
に、ゾーンは複数の上記のセクションで構成される。ゾ
ーンごとに位置および駆動制御装置が繋がれており、カ
プセルの駆動は、ゾーン単位で行われる。更に、ＣＰＵ
によって、１つのゾーンに１台が走行するように走行制
御され、これにより、複数台数の走行が可能となる。

【００１４】ビル内には一本の鉛直搬送ラインが設けら
れているため、前記鉛直搬送ラインをカプセルが１台走
行している間は、他のカプセルは、分岐装置で分岐され
た待機用搬送ラインの所定の停止位置に停止して複数台
で順番待ちをさせる。ビル内でのカプセルの積み降ろし
配送が終了して、ビルから出ていくとビルに一番近い一
番前の前記順番待ちカプセルが動き出しビル内に進入す
る。同様にして複数のカプセルの待機が可能となる。

【００１５】リニアモータは、角型チューブの複数の側
面（例えば、隣接する２側面）に所定間隔をあけて取り
付けられた所定形状の励磁コイルと、走行体（カプセ
ル）の側面に付けた励磁コイルの中心間幅に対して所定
比率の幅（例えば、コイル間隔の３／５の幅）を有する
複数極の永久磁石と、適宜の位置（例えば、前記励磁コ
イルの中央）に取り付けた磁気センサで構成される。推
力は電流および励磁コイルの巻き数で決定され、前記磁
気センサで位置検知し、永久磁石の吸引や反発等の励磁
パターン化や電流方向を制御して一定方向に推力を付加
する。

【００１６】厚み方向に磁化された希土類系永久磁石に
バックコアを取り付け、励磁コイルの外に強磁性材を取
り付け、チューブに穴をあけて励磁コイルをチューブの
内周面から内側に突出させて取り付けて励磁コイルを永
久磁石に近づけることにより、通過する磁束密度を高め
る効果がある。また、永久磁石の磁束を直接駆動に使用
しているため、励磁コイルと永久磁石との間隔（ギャッ
プ）を比較的大きくでき（例、５〜２０ｍｍ）、据え付
け工事が容易となる。また、加速が必要な所や傾斜等の
大きな推力が必要な所では、励磁コイルの巻き数を変え
ることで容易にリニモータの推力を増大することができ
る。

【００１７】鉛直搬送ラインに、積載装置およびクッシ
ョン付の停止装置を設ける。ここでカプセルを停止さ
せ、鉛直の状態で荷物を取り出す。これによって、スペ
ースの節約、積載装置の簡素化および鉛直（水平から鉛
直に改良）に搬送することによって高速化が達成され
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図１は、この発明のリニア
モータ式カプセル型搬送装置を用いたビル内搬送設備の
全体構成を示す斜視図である。この発明は、リニアモー
タ式カプセル型搬送装置を用いてチューブからなる搬送
ラインを駆動するカプセルによってビル内に荷物を搬出
入するビル内搬送設備であり、図１に示すように、地下
に設けられたループ状の搬送ライン７（以下、「ループ
状ライン」という）と、ループ状ライン７の内側に設け
られたステーション５と、ループ状ライン７から複数の
ビル２にループ状ラインを分岐するための分岐装置８
と、ビル２内に鉛直に設けられた鉛直搬送ライン（以
下、「鉛直ライン」という）１０と、ビル２内の各階に
設けられた荷物の移載装置４４とから構成されている。

【００１９】ループ状ライン７は、地下３にエンドレス
ループ状に形成されており、ループ状ライン７の内側に
は、荷物の積み降ろし用のステーション５が支線７７に
よって連絡されている。ループ状ライン７には、各ビル
２（２ａ、２ｂ、２ｃ）へのカプセル１７の進入を仕分
けるための分岐装置８がそれぞれ設けられている。分岐
装置８とビル２との間には、ループ状ライン７から分岐
装置８によって分岐された待機用搬送ライン（以下、
「待機ライン」という）９が往復の２本ラインで設けら
れている。

【００２０】図２はステーションを示す斜視図、図３は
荷物の宛先の読み取りおよび新しい行き先ラベルの貼り
付け状況を示す斜視である。図２、図３に示すように、
地上から地下３へ通ずる道路１を通って宅配用トラック
１１によってステーション５に持ち込まれた荷物４は、
トラック１１からベルトコンベア１２上に降ろされ、行
き先ラベル１３（例えばバーコード）をレーザスキャン
１４等で読み取って新たにラベル１５が所定位置に貼ら
れ（図３参照）、移載装置（図示せず）まで搬送され、
ここでカプセル１７に積み込まれる。

【００２１】図４は、この発明の実施形態に係るリニア
モータ式カプセル型搬送装置を示す平面図である。図４
に示すように、本実施形態においては、リニアモータ式
カプセル型搬送装置の搬送ラインを構成するリニアチュ
ーブ１９は、横断面矩形の角型チューブからなってい
る。チューブ１９の複数の側面には、非磁性の保護ケー
ス２０内に収容して複数の励磁コイル２１がチューブ１
９の長手方向に取り付けられている。励磁コイル２１の
外側に強磁性材を取り付け、チューブ１９に穴をあけて
励磁コイル２１を極力カプセル１７の永久磁石２９に近
づくようにチューブ１９の内周面から内側に突出させて
取り付けて該励磁コイル２１を極力永久磁石１９に近づ
けることによって、通過する磁束密度を高める効果があ
る。

【００２２】カプセル１７の胴体部２７は荷物４を積載
可能となっている。カプセル１７の車輪は、自重を支持
する車輪２４を固定型とし、姿勢支持用の車輪２５は伸
縮自在のサスペンション２６で保持する構造にして取り
付けられている。胴体部２７においては、厚み方向に磁
化された、複数極で構成された希土類永久磁石２９にバ
ックコア２８を取り付け、磁石式の同期リニアモータ３
０を構成している。永久磁石２９の幅は、励磁コイル２
１の幅に対して所定の幅、例えば、コイル間隔の３／５
程度の幅とする。カプセル１７は、永久磁石２９に対
し、「フレミングの左手の法則」に従った励磁パターン
および電流方向を制御することによってチューブ１９内
を駆動する。また、リニアモータ３０の推力は、電流お
よび励磁コイル２１の巻き数で決定され、大きな推力が
必要な所では、励磁コイル２１の巻き数を変えることに
よって容易に推力の調整が可能である。励磁コイル２１
の中央にはセンサ２２が取り付けられており、カプセル
１７の位置は該センサ２２によって検知可能となってい
る。

【００２３】図５は、搬送ラインの曲部（以下、「ベン
ド部」という）３１の通過方法を示す。ベンド部３１に
はベンド短管３８が使用され、側面３２側だけに励磁コ
イル２１を取り付けることで（図５に示すように曲がり
の内側および外側の側面には励磁コイル２１が取り付け
られていない）、永久磁石２９がチューブ１９の内周面
に接触しなくなり、ベンド部３１の曲率半径を小さくで
きる。このような磁石式のリニアモータ３０は、比較的
励磁コイル２１と永久磁石２９との間隔（ギャップ）を
広くできるため（例えば、５〜１０ｍｍ）、据え付けが
容易である。

【００２４】図６は、分岐装置を示す断面図である。図
６に示すように、分岐装置８は、ベンド短管３８、直線
短管３９、モータ４０およびシリンダロッド機構４１と
からなり、モータ４０およびシリンダロッド機構４１に
よってベンド短管３８と直線短管３９とがその間隔を保
ったまま移動し、直線短管３９がチューブ１９とつなが
った状態（図６参照）、または、ベンド短管３８が分岐
ライン４２とつながった状態（図示せず）となり分岐が
なされる。

【００２５】図７は、待機ラインにおけるカプセルの待
機状況およびビル内鉛直ラインにおけるカプセルの動作
を示す斜視図である。図７に示すように、ループ状ライ
ン７に設けられた分岐装置８とビル２との間には、往路
９ａおよび復路９ｂの往復の２本ラインからなる待機ラ
イン９が設けられている。待機ライン９の往路９ａと復
路９ｂとは分岐位置９ｃにおいて一緒になっており、該
分岐位置９ｃで鉛直ライン１０と接続されている。ま
た、分岐位置９ｃにおいては、往路９ａから進入してき
たカプセル１７は鉛直ライン１０へ、そして、鉛直ライ
ン１０を降下してきたカプセル１７は復路９ｂに進入す
るように切替えが行なわれるポイント構成となってい
る。ビル２の各階には、鉛直ライン１０の途中に、荷物
４の移載装置４４、ローラコンベア４５、一時ストック
用コンベア４６およびローラコンベア４７等からなる積
載装置が設けられている。

【００２６】ループ状ライン７を走行するカプセルは、
分岐装置８によって分岐されて待機ライン９の往路９ａ
を経由してビル２内に進入し、ビル２内に設けられた鉛
直ライン１０を通ってビル２内の各階に設けられた移載
装置４４およびローラコンベア４５、４６、４７により
荷物４を集配し、鉛直ライン１０、待機ライン９の復路
９ｂおよび分岐装置８を経由してループ状ライン７に戻
るようになっている。

【００２７】ビル２の前においては、図１に示すように
ループ状ライン７が１本であり、カプセル１７がループ
状ライン７を走行している間、他のカプセル１７は、ビ
ル２の前で往路９ａで待機することになる。ビル２内か
ら出てきたカプセル１７が復路９ｂを経由してループ状
ライン７に出ていくと、一番前のカプセル１７ａが始動
し鉛直ライン１０に進入し、２番目以降のカプセル１７
ｂ、１７ｃ〜が順次前へ進み、同様に待機する。

【００２８】搬送ラインを構成するチューブ１９内をリ
ニア駆動装置５３（図８参照）によって走行するカプセ
ル１７は、往路９ａから鉛直ライン１０に進入し、例え
ば２階での作業においては、フロアに設けた移載装置４
４で停止させ、該移載装置４４で荷物４を降ろし、ロー
ラコンベア４５に乗せ、一時ストック用コンベア４６に
おいてストックする。一方、搬出時には、ストックして
いた荷物４はローラコンベア４７に乗せられて移載装置
４４まで運ばれ、カプセル１７に乗せられ、復路９ａ、
ループ状ライン７を通ってステーション５に運ばれる。

【００２９】図８は、搬送ラインにおけるセクション制
御および複数カプセルが同時駆動するためのゾーンの制
御方法を示す配線図である。図８に示すように、搬送ラ
イン（チューブ１９）を複数のセクション４８（４８
ａ、４８ｂ〜）に区切り、その間をリニアモータ３０の
駆動用の主配線５１とサイリスタやトランジスタ等の切
替器５２（５２ａ、５２ｂ〜）を経て、限られた１セク
ション４８のみに電流を流したり、動力に合わせてセク
ション４８長を変えることができる。これにより、動力
の低減および小型化を図ることができる。また、複数の
カプセル１７（１７ａ、１７ｂ〜）を同時に駆動する場
合のためにゾーン４９（４９ａ、４９ｂ〜）に分けら
れ、それぞれのゾーン４９ごとに主配線５１が切替器５
２（５２ａ、５２ｂ〜）を経てリニア駆動装置５３につ
ながっており、カプセル１台｛または１列車（複数両編
成）｝に対し、それぞれのリニア駆動装置５３により制
御される。これらは操作室５４の操作盤５５で制御で
き、位置センサ２２からの信号はケーブル５６を経てＣ
ＰＵ５７に送られ、常に複数のカプセル１７の位置が把
握される。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、以下に示す工業上有用な効果がもたらされる。 （１）地下にステーションを設けるため、地上の配送車
用のスペースおよび駐車するトラックの量を減らすこと
ができる。 （２）励磁コイルと永久磁石との間を従来より大きくで
きるため搬送ラインの据付け工事が容易となる。 （３）搬送ラインをループ上とすることで複数のビルへ
の搬送や搬送ラインの拡張性が容易にでき、搬送ライン
の必要スペースを小さくできる。 （４）鉛直ラインに積載装置を設け、直接積み降ろしを
行うため、高速化が達成され、搬送スペースを小さくす
ることができる。 （５）立体搬送が荷物の乗せ換えをせずにできるため、
高速化および大量搬送が実現できる。 （６）搬送が自動化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のビル内搬送設備の実施形態に係る全
体構成を示す斜視図である。

【図２】この発明の実施形態に係るステーションを示す
斜視図である。

【図３】この発明の実施形態に係る荷物の宛先の読み取
りおよび新しい行き先ラベルの貼り付け状況を示す斜視
図である。

【図４】この発明の実施形態に係るリニアモータ式カプ
セル型搬送装置を示す平面図である。

【図５】この発明の実施形態に係る搬送ラインの曲部の
通過方法を示す平面図である。

【図６】この発明の実施形態に係る分岐装置を示す断面
図である。

【図７】この発明の実施形態に係る待機ラインにおける
カプセルの待機状況およびビル内鉛直ラインにおけるカ
プセルの動作を示す斜視図である。

【図８】この発明の実施形態に係る搬送ラインにおける
セクション制御および複数カプセルが同時駆動するため
のゾーンの制御方法を示す配線図である。

【符号の説明】

１ 道路 ２、２ａ、２ｂ、２ｃ ビル ３ 地下 ４ 荷物 ５ ステーション ６ リニアモータ ７ ループ状搬送ライン ７７ 支線 ８ 分岐装置 ９ 待機用搬送ライン ９ａ 往路 ９ｂ 復路 ９ｃ 分岐位置 １０ 鉛直搬送ライン １１ 宅配用トラック １２ ベルトコンベア １３ 行き先ラベル（例えばバーコード） １４ レーザスキャン １５ ラベル １７ カプセル １７ａ 一番前のカプセル １７ｂ ２番目以降のカプセル １９ リニアチューブ ２０ ケース ２１ 励磁コイル ２２ 位置検知センサ ２４ 車輪 ２５ 車輪 ２６ サスペンション ２７ 胴体部 ２８ バックコア ２９ 永久磁石 ３０ リニアモータ ３１ ベンド部 ３２ 側面 ３８ ベンド短管 ３９ 直線短管 ４０ モータ ４１ シリンダとロッド ４２ 分岐ライン ４４ 移載装置 ４５ ローラコンベア ４６ 一時ストック用コンベア ４７ ローラコンベア ４８、４８ａ セクション ４９、４９ａ、４９ｂ ゾーン ５１ 駆動用の主配線 ５２、５２ａ、５２ｂ 切替器 ５３ リニア駆動装置 ５４ 操作室 ５５ 操作盤 ５６ ケーブル ５７ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 修 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁コイルが取り付けられた非磁性材料
   製リニアチューブからなる搬送ラインと、車輪および永
   久磁石がそれぞれ取り付けられた、その胴部に荷物を収
   容可能なカプセルとからなり、前記胴部に荷物を格納し
   た前記カプセルが、前記励磁コイルと前記永久磁石とに
   よる電磁力により前記車輪を介して前記リニアチューブ
   内を走行して前記荷物を搬送するリニアモータ式カプセ
   ル型搬送装置を用いたビル内搬送設備において、 地下にループ状に設けられた、前記リニアチューブから
   なるループ状搬送ラインと、前記ループ状搬送ラインと
   連絡して設けられた、前記カプセルに荷物を積み降ろす
   ためのステーションと、複数のビルのそれぞれと前記ル
   ープ状搬送ラインとの間にそれぞれ設けられた、前記カ
   プセルが待機可能な、前記リニアチューブからなる待機
   用搬送ラインと、前記ループ状搬送ラインを前記待機用
   搬送ラインに分岐するための、前記ループ状搬送ライン
   の途中に前記待機用搬送ラインのそれぞれと接続して設
   けられた、分岐装置と、前記複数のビルのそれぞれに鉛
   直方向に設けられ、且つ、前記待機用搬送ラインと接続
   された、前記リニアチューブからなる鉛直搬送ライン
   と、前記ビル内の所定階に設けられた、前記カプセルに
   収容された前記荷物を前記鉛直搬送ラインの途中で積み
   降ろすための積載装置と、からなることを特徴とするビ
   ル内搬送設備。
2. 【請求項２】 前記リニアチューブは、断面矩形の角型
   に形成され、前記励磁コイルは、このように形成された
   角型リニアチューブの複数の側面に、前記リニアチュー
   ブの内周面から内側に突出させて前記永久磁石との間隔
   を任意に調整可能に取り付けられている請求項１記載の
   ビル内搬送設備。