JPH10271798A - リニアインダクションモータのギャップ計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リアクションプレートとコイルのギャップを
連続的に容易に計測する。 【解決手段】 リアクションプレート１７とコイル１９
とで構成されるリニアインダクションモータ１６を駆動
手段としたトロリ８に取り付けられ且つリニアインダク
ションモータ１６の固定側部材を構成するリアクション
プレート１７までの間隔２４を検出する非接触式距離検
出器２３と、基準点に対するトロリ８の位置を検出する
位置検出器３０と、非接触式距離検出器２３からのギャ
ップ検出信号２５と位置検出器３０からの位置検出信号
３１とに基づいてリアクションプレート１７とコイル１
９とのギャップ分布を求める演算装置２６と、演算装置
２６からのギャップ分布信号３８を記憶する記憶器３６
と、記憶器３６に記憶されたギャップ分布信号３８に基
づいてギャップ分布を表示する表示器３７とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアインダクシ
ョンモータのギャップ計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々の運搬機械にリニアインダク
ションモータを適用し、駆動機構の保守点検の簡便化を
図ることが提案されている。

【０００３】図２から図４は、リニアインダクションモ
ータをトロリ横行装置に適用したコンテナクレーン３を
示すもので、このコンテナクレーン３は、コンテナ船１
が接岸する岸壁２に敷設された一対のレール４に沿って
走行する脚部５と、該脚部５に支持したガーダ６と、該
ガーダ６の先端に基端を枢支したブーム７と、前記のガ
ーダ６及びブーム７に沿って移動するトロリ８と、該ト
ロリ８に対して昇降するヘッドブロック９と、該ヘッド
ブロック９に装着され且つコンテナ１０を係止可能なス
プレッダ１１とを備えている。

【０００４】ガーダ６は、基端寄り部分が脚部５の陸側
へ大きく突出し且つ先端部分が脚部５の海側へ若干突出
するように、脚部５の上端に対して略水平に固着され、
ガーダ６の先端部には、ブーム７の基端部が前記のレー
ル４に対して平行なピン（図示せず）により枢支されて
いる。

【０００５】ブーム７は、ガーダ６の基端寄り部分の機
械室１２に設置された起伏用ウインチ１３を作動させる
と起伏し、ガーダ６に略水平に連なる荷役位置、あるい
はガーダ６に対して起立した休止位置に設定されるよう
になっている。

【０００６】ガーダ６及びブーム７に沿って移動する移
動体となるトロリ８は、図３、図４に示すように、ガー
ダ６及びブーム７に並設されたレール１４上を転動する
走行輪１５を有している。

【０００７】ガーダ６及びブーム７の下面には、リニア
インダクションモータ１６の二次側を構成するリアクシ
ョンプレート１７が、トロリ８の移動範囲全長にわたっ
て取り付けられ、また、トロリ８の四隅に設けたブラケ
ット１８には、リニアインダクションモータ１６の一次
側を構成するコイル１９が、前記のリアクションプレー
ト１７に対し所定のギャップ２０を隔てて対峙するよう
に装着されている。

【０００８】ここで、前記リアクションプレート１７に
は、誘導電流の流れ易い銅やアルミニウムの板と、磁束
を通し易い鉄板とを一体化した複合導体が用いられてお
り、一般的には、強度上の配慮から鉄板を銅やアルミニ
ウムの板より厚く形成してある。

【０００９】また、片方のガーダ６及びブーム７の内側
面には、トロリ８の走行輪１５を案内するためのレール
１４に沿って、図４に示すように３本の給電用架線２１
が延設されていて、この給電用架線２１には、図示しな
い動力電源からインバータを介して三相交流電流が送電
されるようになっている。

【００１０】更に、トロリ８における前記各給電用架線
２１に対峙する側面には、該各給電用架線２１に摺接し
て受電し得るようコレクタ２２（集電子）が設けられて
おり、該コレクタ２２により受電された三相交流電流が
前記各コイル１９に給電されるようになっている。

【００１１】而して、インバータにより電圧及び周波数
を適宜に制御して給電用架線２１及びコレクタ２２を介
し、トロリ８側の各コイル１９に三相交流電流を給電
し、各コイル１９についてトロリ８の横行方向に移動す
る進行磁界を発生させると、この進行磁界によりガーダ
６及びブーム７側のリアクションプレート１７に渦電流
が誘導されて、フレミングの左手の法則による推力が発
生し、その反作用によってトロリ８がガーダ６及びブー
ム７に対し横行する。

【００１２】また、トロリ８の制動に関しては、リニア
インダクションモータ１６を発電機として作動させるこ
とにより、トロリ８の慣性による機械的エネルギーを電
気的エネルギーに換えて電源側へ返還する回生制動及び
横行位置を保持する目的での機械式ブレーキが適用され
ている。

【００１３】また、図３、図４に示すトロリ横行装置に
おけるリアクションプレート１７とコイル１９との配置
を逆にして、ガーダ６及びブーム７の下面におけるトロ
リ８の移動範囲全長にわたり、リニアインダクションモ
ータ１６の一次側を構成するコイル１９を敷設し、一
方、トロリ８の下面の四隅には、リニアインダクション
モータ１６の二次側を構成するリアクションプレート１
７を、前記コイル１９に対し僅かなギャップ２０を隔て
て対峙するように、ブラケット１８を介して装着し、ガ
ーダ６及びブーム７の下面に敷設したコイル１９に三相
交流電流を流して、トロリ８をガーダ６及びブーム７に
対し横行させることもできる。

【００１４】上述したトロリ横行装置は、リニアインダ
クションモータ１６によって、移動体であるトロリ８を
移動させるようにしているので、トロリ８の移動速度を
従来より高速化し、荷役作業のサイクルタイムを短縮す
ることができる。

【００１５】図５は、リアクションプレート１７とコイ
ル１９の間のギャップ２０の大きさと、リニアインダク
ションモータ１６の特性の変化との関係を示すグラフで
あって、リアクションプレート１７は、コイル１９に給
電される電力が同一であれば、リアクションプレート１
７とコイル１９の間のギャップ２０が大きくなるほど、
効率、力率、吸引力が低下することになるので、リアク
ションプレート１７とコイル１９の間のギャップ２０は
小さい方が望ましいが、リアクションプレート１７とコ
イル１９の間のギャップ２０が小さくなり過ぎると、ト
ロリ８の上下動や走行輪１５の摩耗に起因して、リアク
ションプレート１７とコイル１９とが接触して破損して
しまうことがある。

【００１６】そこで、リアクションプレート１７とコイ
ル１９の間のギャップ２０を定期的に計測し、ギャップ
２０が所定の上限値及び下限値内に収まって所定の上限
値及び下限値から外れないようにリアクションプレート
１７やコイル１９の取付状態を調整し、ギャップ２０を
適切な状態に管理する必要がある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来、リアクションプ
レート１７とコイル１９の間のギャップ２０を計測する
際には、レール１４に沿ってトロリ８の位置を順次変え
ながら、作業者がリアクションプレート１７とコイル１
９の間に計測用ゲージ（図示せず）を挿入してギャップ
２０を実測している。

【００１８】従って、ギャップ２０を計測している間
は、コンテナクレーン３による荷役作業は休止しなけれ
ばならず、更に、リアクションプレート１７の全長にわ
たって連続的にギャップ２０を計測するのは多大の手間
と時間とを必要とするので、所定の何箇所かでトロリ８
を停止してギャップ２０を計測するようにしているた
め、非計測箇所において、ギャップ２０が過大あるいは
過小になっていることがある。

【００１９】本発明は、上述した実情に鑑みてなしたも
ので、リアクションプレートとコイルの間のギャップを
連続的に容易に計測することができるようにしたリニア
インダクションモータのギャップ計測装置を提供するこ
とを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載のリニアインダクションモ
ータのギャップ計測装置では、リアクションプレートと
コイルとで構成されるリニアインダクションモータを駆
動手段とした移動体に取り付けられ且つリニアインダク
ションモータの固定側部材をなすリアクションプレート
またはコイルまでの間隔を検出してギャップ検出信号を
出力する非接触式距離検出器と、リニアインダクション
モータの固定側部材の基準点に対する移動体の位置を検
出して位置検出信号を出力する位置検出器と、前記非接
触式距離検出器からのギャップ検出信号と位置検出器か
らの位置検出信号とに基づきリアクションプレートとコ
イルとのギャップ分布を算出してギャップ分布信号を出
力する演算装置と、該演算装置からのギャップ分布信号
を記憶する記憶器とを備えている。

【００２１】而して、移動体の通常の使用状態でギャッ
プを連続的に計測することが可能となり、ギャップの分
布状態が記憶器に記憶されるようになる。

【００２２】また、本発明の請求項２に記載のリニアイ
ンダクションモータのギャップ計測装置では、上述した
本発明の請求項１に記載のリニアインダクションモータ
のギャップ計測装置の構成に加えて、非接触式距離検出
器からのギャップ検出信号と予め設定されたギャップの
上限値並びに下限値とを比較する上限値比較器並びに下
限値比較器を演算装置に設け、リアクションプレートと
コイルとの間のギャップが前記上限値と下限値との範囲
から外れた際に上限値比較器、下限値比較器から出力さ
れる信号によって作動する警報器を設けている。

【００２３】而して、移動体の通常の使用状態でギャッ
プ計測中に、ギャップが所定の上限値及び下限値から外
れた箇所があると、警報器が作動する。

【００２４】更に、本発明の請求項３に記載のリニアイ
ンダクションモータのギャップ計測装置では、上述した
本発明の請求項１あるいは請求項２のいずれかに記載の
リニアインダクションモータのギャップ計測装置の構成
に加えて、記憶器に記憶されたギャップ分布データを表
示し得る表示器を設けている。

【００２５】而して、連続的に計測したギャップ分布デ
ータをモニタ、プリンタ等の表示器に表示し、詳細にチ
ェックすることができるようになる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を参照しつつ説明する。

【００２７】図１は、本発明のリニアインダクションモ
ータのギャップ計測装置の実施の形態の一例を示し、図
中、図３と同一符号を付した部分は同一物を表わしてい
る。

【００２８】トロリ８が移動するガーダ６及びブーム７
の下面には、リニアインダクションモータ１６の二次側
を構成するリアクションプレート１７が、トロリ８の移
動範囲全長にわたって取り付けられており、また、移動
体であるトロリ８の下側四隅に設けたブラケット１８に
は、リニアインダクションモータ１６の一次側を構成す
るコイル１９が取り付けられている。

【００２９】さらにこのブラケット１８には、リアクシ
ョンプレート１７と対峙するようにして、非接触式距離
検出器２３も取り付けられている。

【００３０】非接触式距離検出器２３は、この非接触式
距離検出器２３の先端からリアクションプレート１７の
下面までの間隔２４を、渦電流方式あるいは超音波方式
等によって検出し、その検出した間隔２４に対応したギ
ャップ検出信号２５を出力するようになっている。

【００３１】非接触式距離検出器２３の先端からリアク
ションプレート１７の下面までの間隔２４の寸法と、リ
アクションプレート１７とコイル１９の間のギャップ２
０の寸法とが同一である場合には、非接触式距離検出器
２３の検出した間隔２４がそのままギャップ２０の寸法
となるが、非接触式距離検出器２３の先端からリアクシ
ョンプレート１７の下面までの間隔２４の寸法が、実際
のリアクションプレート１７とコイル１９の間のギャッ
プ２０の寸法と異なる場合には、ギャップ検出信号２５
が実際のギャップ２０の寸法に対応するように非接触式
距離検出器２３の検出した間隔２４を数値的に補正す
る。

【００３２】非接触式距離検出器２３より出力されるギ
ャップ検出信号２５は、演算装置２６の内部に設けられ
ている上限比較器２７、下限比較器２８、データ処理回
路２９に、それぞれ入力されるようになっている。

【００３３】移動体であるトロリ８には、位置検出器３
０が取り付けられている。

【００３４】位置検出器３０は、固定側部材であるリア
クションプレート１７の一端等の基準点に対するトロリ
８の位置を、エンコーダ等によって走行輪１５の回転数
等から検出し、その検出した基準点に対する位置に対応
した位置検出信号３１を出力するようになっている。

【００３５】位置検出器３０より出力される位置検出信
号３１は、演算装置２６の内部に設けられているデータ
処理回路２９に入力されるようになっている。

【００３６】演算装置２６の内部に設けられている前述
の上限比較器２７及び下限比較器２８には、警報器３２
が接続されている。

【００３７】そして、上限比較器２７には、予め設定し
たギャップ２０の上限値が上限値信号３３として入力さ
れていて、上限比較器２７は、非接触式距離検出器２３
からのギャップ検出信号２５を上限値信号３３と比較
し、検出したギャップ２０の寸法が予め設定した上限値
を超えている時には、警報器３２を作動させるようにな
っている。

【００３８】一方、下限比較器２８には、予め設定した
ギャップ２０の下限値が下限値信号３４として入力され
ていて、下限比較器２８は、非接触式距離検出器２３か
らのギャップ検出信号２５を下限値信号３４と比較し、
検出したギャップ２０の寸法が予め設定した下限値より
も小さい時には、警報器３２を作動させるようになって
いる。

【００３９】また、演算装置２６の内部に設けられてい
るデータ処理回路２９には、クロック回路３５が接続さ
れていて、該クロック回路３５から日付と時刻とが入力
されるようになっている。

【００４０】更に、データ処理回路２９には、記憶器３
６が接続されており、記憶器３６には、モニタ、プリン
タ等の表示器３７が接続されている。

【００４１】次に、図１に示すリニアインダクションモ
ータのギャップ検出装置の作動を説明する。

【００４２】トロリ８をガーダ６及びブーム７に沿って
移動させ、荷役作業を行っている稼働状態において、非
接触式距離検出器２３を作動させると、該非接触式距離
検出器２３より出力されるギャップ検出信号２５が演算
装置２６の内部に設けられている上限比較器２７、下限
比較器２８、データ処理回路２９に入力され、同時に、
位置検出器３０も作動させると、該位置検出器３０より
出力される位置検出信号３１が演算装置２６の内部に設
けられているデータ処理回路２９に入力される。

【００４３】データ処理回路２９においては、ギャップ
検出信号２５と位置検出信号３１とに基づいて、トロリ
８の移動範囲におけるギャップ２０の分布状態が算出さ
れる。

【００４４】ギャップ２０の分布状態の算出は、データ
処理回路２９の設定を変更することによって、連続的に
行うことも、任意の細かい距離ごとに行うことも可能で
ある。

【００４５】データ処理回路２９で算出されたギャップ
２０の分布データには、クロック回路３５より出力され
る日付と時刻とが加えられ、ギャップ分布信号３８とし
て記憶器３６に記憶される。

【００４６】記憶器３６に記憶されたギャップ分布信号
３８は、モニタ、プリンタ等の表示器３７によって目視
したり、用紙に記録することができる。

【００４７】荷役作業を行っている稼働状態でトロリ８
をガーダ６及びブーム７に沿って移動させ、データ処理
回路２９においてギャップ２０の分布状態を算出してい
る時に、ギャップ２０が予め設定されている上限値と下
限値との範囲から外れた寸法になっていると、警報器３
２が作動し、要注意箇所が管理者に告知されることにな
る。

【００４８】図１に示すリニアインダクションモータの
ギャップ計測装置は、リニアインダクションモータ１６
を構成するリアクションプレート１７とコイル１９のう
ち、コイル１９を移動体であるトロリ８に取り付け、リ
アクションプレート１７を、リニアインダクションモー
タ１６の固定側部材に取り付けたトロリ横行装置に適用
されているが、この配置を逆にして、コイル１９をトロ
リ８の移動範囲全長にわたって敷設してリニアインダク
ションモータ１６の固定側部材とし、リアクションプレ
ート１７をトロリ８側に取り付けたトロリ横行装置に本
発明のリニアインダクションモータのギャップ計測装置
を適用する場合には、トロリ８に取り付けた非接触式距
離検出器２３によって、該非接触式距離検出器２３から
コイル１９までの距離を計測してギャップ分布を求める
ようにする。

【００４９】なお、本発明のリニアインダクションモー
タのギャップ計測装置は、コンテナクレーンに限定され
るものではなく、天井クレーン等のガーダ上を横行する
方式のトロリや、線路上を走行する電車等の移動体の駆
動手段であるリニアインダクションモータにも適用する
ことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上、述べたように、本発明のリニアイ
ンダクションモータのギャップ計測装置においては、下
記のような種々の優れた効果を奏し得る。

【００５１】（１）本発明の請求項１乃至請求項３に記
載のリニアインダクションモータのギャップ計測装置の
いずれにおいても、装置の使用を休止することなく、稼
働状態のままでで、しかも荷重をかけた実働状態におけ
るリアクションプレートとコイルの間のギャップを連続
的に容易に計測することができる。

【００５２】（２）本発明の請求項２に記載のリニアイ
ンダクションモータのギャップ計測装置においては、リ
アクションプレートとコイルの間のギャップを計測中
に、予め設定されている上限値と下限値との範囲から外
れた寸法になっているギャップがあった際には警報器が
作動し、要注意箇所を速やかに知ることができる。

【００５３】（３）本発明の請求項３に記載のリニアイ
ンダクションモータのギャップ計測装置においては、表
示器によって、ギャップの分布状態を目視により直接確
認して詳細にチェックすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す側面図であ
る。

【図２】コンテナクレーンの一例を示す概略図である。

【図３】リニアインダクションモータを使用したコンテ
ナクレーンの要部を示す側面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ方向の矢視図である。

【図５】リニアインダクションモータのギャップの大き
さによる特性の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

８ トロリ（移動体） １６ リニアインダクションモータ １７ リアクションプレート １９ コイル ２０ ギャップ ２３ 非接触式距離検出器 ２４ 間隔 ２５ ギャップ検出信号 ２６ 演算装置 ２７ 上限比較器 ２８ 下限比較器 ３０ 位置検出器 ３１ 位置検出信号 ３２ 警報器 ３６ 記憶器 ３７ 表示器 ３８ ギャップ分布信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リアクションプレートとコイルとで構成
   されるリニアインダクションモータを駆動手段とした移
   動体に取り付けられ且つリニアインダクションモータの
   固定側部材をなすリアクションプレートまたはコイルま
   での間隔を検出してギャップ検出信号を出力する非接触
   式距離検出器と、リニアインダクションモータの固定側
   部材の基準点に対する移動体の位置を検出して位置検出
   信号を出力する位置検出器と、前記非接触式距離検出器
   からのギャップ検出信号と位置検出器からの位置検出信
   号とに基づきリアクションプレートとコイルとのギャッ
   プ分布を算出してギャップ分布信号を出力する演算装置
   と、該演算装置からのギャップ分布信号を記憶する記憶
   器とを備えてなることを特徴とするリニアインダクショ
   ンモータのギャップ計測装置。
2. 【請求項２】 非接触式距離検出器からのギャップ検出
   信号と予め設定されたギャップの上限値並びに下限値と
   を比較する上限値比較器並びに下限値比較器を演算装置
   に設け、リアクションプレートとコイルとのギャップが
   前記上限値と下限値との範囲から外れた際に上限値比較
   器、下限値比較器から出力される信号によって作動する
   警報器を設けた請求項１に記載のリニアインダクション
   モータのギャップ計測装置。
3. 【請求項３】 記憶器に記憶されたギャップ分布信号に
   基づくデータを表示し得る表示器を設けた請求項１ある
   いは請求項２のいずれかに記載のリニアインダクション
   モータのギャップ計測装置。