JPS633553B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばリニアインダクシヨンモータ
（以下Ｌ，Ｉ，Ｍと略記する）等の可動体（例え
ば二次側導体）を停止保持せしめるのに好適な停
止保持装置に関するものである。

従来、Ｌ，Ｉ，Ｍは構造が簡単で且つ堅牢であ
るため小型のものが各種自動制御装置、物流装置
あるいは電子計算機に接続される周辺端末装置の
搬送システム等に利用されつつある。

ところで、従来この種のＬ，Ｉ，Ｍの停止位置
決めは、可動部と案内レールとの間の機械的接触
による摩擦力によつて行なわれているため、 (1) 摩擦板を有する複雑な制動機構が必要であ
る。

(2) 摩擦板の摩耗により可動部の停止位置が変化
する。

(3) 摩擦熱により機構部に悪影響を及ぼす。

(4) 摩擦により悪臭，煙，騒音を発する。

等の問題が発生し、特にオフイス機器に適用する
ことは、はなはだ不都合である。

本発明は、叙情の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、非接触で可動部
材を停止保持させることができ、しかも構成が簡
単で且つ常に安定に可動部材を所定の位置に停止
保持させ得る誘導型停止保持装置を実現すること
にある。

そして、この目的は、単相交流磁界発生コイル
が巻回されてなる主磁極と該主磁極と磁気的に結
合されてなる保持磁極となからなる磁性体と、該
磁性体と相対移動する導体板とを備え、該導体板
が該補助磁極に対向し、且つその端部が主磁極に
対向する位置において、該主磁極より発生する磁
界により該導体板に誘起される第１のうず電流に
より発生した力と該補助磁極より発生する磁界に
より該導体板に誘起される第２のうず電流により
発生した力とによつて該磁性体と導体板との相対
移動を停止保持するようにしたことを特徴とする
誘導型停止保持装置を提供することにより達成さ
れる。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明にかかる誘導型停止保持装置
の動作原理を説明するための図（単相交流磁場に
よる力発生原理の説明図）である。

図中、１，１は固定された１対の一次側鉄心，
２はAl，Cu等の良電導体よりなる所定長さの二
次側導体である。

一次側鉄心１には、溝３が設けられ、該溝３の
両側に主磁極部４および主磁極部４と磁気的に結
合されてなる補助磁極部５が形成されている。補
助磁極部５の磁極面積は、主磁極部４の磁極面積
より適当量だけ広く設定されており、主磁極部４
には単相コイル６が巻装されている。

図の下方に示したグラフは、二次側導体が存在
しないときに単相コイルに直流電圧を印加した場
合の磁束密度分布図である。

二次側導体２は一次側鉄心１，１の間を矢印
Ａ，A′方向に移動可能である。

いま、単相コイル６に単相交流を印加すると、
図中点線で示すような磁束ループＦを構成する
が、交流磁場であるから磁束の方向も交番する。

このとき、主磁極部４，４間の空隙７の磁束の
位相は、補助磁極部５，５間の空隙８の磁束の位
相より180度進んでいることになり、また空隙８
の磁束密度は空隙７の磁束密度より小さい（補助
磁極部５の磁極面積が主磁極部４の磁極面積より
広いことによる）。

このような磁気回路構成の空隙部に二次側導体
２を挿入すると、該二次側導体２には次のような
力が発生する。

すなわち、二次側導体２の先端が位置ａにある
場合、矢印A′方向の力が発生する。これは空隙
８の磁束の位相が一次側鉄心１，１内部に誘起さ
れる渦電流のために入口側ほど遅れるため、二次
側導体２上に入口側を向いた進行磁界が形成され
るためである。

従つて、この矢印A′方向の力によつて、二次
側導体２は制動力を受け、その進入速度が減速さ
れる。

次に、二次側導体２の先端が位置ｂ付近に近づ
くにつれ、第２図に示すように先端に誘起される
渦電流I_E8の密度が次第に上がり、先端部の磁束
の位相が遅れる始め、前記二次側導体２上の進行
磁界が打ち消され矢印A′方向の力は弱くなる。

次に、二次側導体２の先端が位置ｃまでくる
と、空隙７の磁束の影響を受けるようになり、二
次側導体２の先端部の磁束と空隙８のある部分の
磁束との位相差が180度以上となるため、二次側
導体２上には矢印Ａ方向の進行波が形成され、同
方向の力が発生する。

次に、二次側導体２の先端が位置ｄに進むと、
第３図に示すように、その先端部に大きな渦電流
I_E7が誘起されて該先端部の磁束の位相が遅れ始
め、該先端部の磁束と空隙８内にある部分Ｓの磁
束との位相差は再び180度となり、二次側導体２
上に進行磁界は形成されず、力は零となる。

次に、二次側導体２の先端が位置ｄ→位置ｅに
進むと、その先端部の磁束の位相はさらに遅れ、
該先端部の磁束と空隙８内にある部分の磁束との
位相差は180度以下となる。

従つて、二次側導体２上に矢印A′方向の力が
発生する。この力は、二次側導体２の先端が位置
ｅにあるときに最大となる。

このときの二次側導体２の先端の位置と二次側
導体２に加わる力の発生状態を示すと第７図のよ
うになる。

第７図において、二次側導体２の進行方向は、
同図の左側から右側に向かう方向である。

また、縦軸のA′方向が二次側導体２を左側方
向（二次側導体を押戻す方向）へ移動させる力を
示し、Ａ方向が二次側導体２を右側方向（二次側
導体を引張る方向）へ移動させる力を示し、横軸
は位置を示し、記号ａ〜ｅで示す位置は第１図中
記号ａ〜ｅで示す位置に対応する。。

同図から明らかなように、，の部分では、
二次側導体２に作用する力はほぼ零である。

しかしながら、の部分では、二次側導体２が
左側から進行してきた場合、進行力が大きく、少
しでも零の部分から右側にずれたとき、の部分
から右側方向へ飛び出してしまう。

また、進行力が小さく、左側の部分で停止した
場合は、の部分から左側方向へ飛び出してしま
う。また、仮にの部分内に停止していたとして
も、移動体側に外力が作用した場合も同様にの
部分から飛び出してしまう等きわめて不安定な状
態である。

これに対し、の部分は、二次側導体２が左側
から進行してきた場合、左側の部分では、の部
分へ進もうとする力が加わり、また同様に右側の
部分でもの部分へ戻ろうとする力が作用し、常
に位置ｄで安定に停止し、もちろん外力が加わつ
た場合であつても位置ｄに戻ろうとする求心力が
作用する。

また、第７図から明らかなように、図の左側か
ら二次側導体２が進入してきた場合、二次側導体
２の進入速度にもよるが、位置ａ付近において、
二次側導体２を押戻そうとする力が発生している
ので、この力によつて、二次側導体２が充分に減
速される。

従つて、二次側導体２の進入速度がそれほど速
くない場合は、進行磁界発生コイル等による制動
動作を必要とせずに停止位置決めが可能である。

尚、位置ｃにおいて、若干加速されるものの位
置ｄの右側の部分でまた二次側導体２を押戻す力
が作用するので、なんら支障はない。

すなわち、本発明は、二次側導体２に誘起され
る２つのうず電流により発生する２つの力により
得られる位置ｄに戻ろうとする求心力を利用して
二次側導体を停止保持させるものである。

以上説明したような動作原理を利用した本発明
にかかる誘導型停止保持め装置の一実施例を第４
図，第５図を用いて説明する。

尚、第４図は本発明に係る誘導型停止保持装置
を用いたＬ，Ｉ，Ｍの一実施例を示す側面図，第
５図はその上面図を示す。

各図において、９は二次側導体２の両側に配置
された一次側鉄心１，１の各磁極に巻回された進
行磁界発生コイル、１０，１０′は二次側導体２
の位置を検知するための光投光器，光受光器から
なる光検出器、１１は第４図に示すように一次側
鉄心上部に連続して設けられたガイドレール、１
２はガイドレール１１上を自在に回転走行し得る
車輪、１３は二次側導体２に接続されたキヤリア
である。

本実施例に係る誘導型停止保持装置は、第５図
を参照して判るように二次側導体の長さが一次側
鉄心１，１の長さより短く設定される。

また、一次側鉄心１，１に配設される一対の停
止位置決め用の単相コイル６，６′は、二次側導
体２の長さと略同等の間隔をおいて設けられる。

すなわち、単相コイル６，６′の配置関係は、
第１図の動作原理図及び第７図を用いて説明した
ように、二次側導体の先端が同図ｄに到達する時
点で二次側導体２上に進行磁界が形成されない位
置、つまり、Ａ，A′方向の力が共に零となる位
置にそれぞれ設定されている。そして各単相コイ
ル６，６′は第５図中破線F′で示す如き磁束ルー
プを発生するように配線される。

すなわち、二次側導体２の先端と後端において
は、それぞれ第７図において説明したの部分の
力が作用するように配置する。

これにより、二次側導体２の先端においては、
右側方向（戻し方向）に第７図の位置ｄの左側部
分に相当する大きさの力が作用する。

また、後端側においては、二次側導体２の先端
とは丁度反対方向の力が作用することになり、第
７図における位置ｄの左側部分の引張る方向の力
が二次側導体２を押戻す方向の力として作用する
ので、両者の合力によつて二次側導体２を、静止
状態に安定に保持することができる。

また、光検出器１０，１０′は、それぞれ第１
図中位置ｄで示す位置、又は二次側導体２と同
等、もしくはそれよりも所定良短い間隔に配置さ
れており、また各光検出器１０，１０′は後述す
る第６図の駆動回路に接続される。

以下本実施例の動作を順を追つて説明する。

第５図において、二次側導体２が入口側アから
侵入してきた場合について説明する。

まず、二次側導体２の先端が光検出器１０′を
横切つた時、進行磁界発生コイル９に、二次側導
体２にブレーキが加わる方向に通電する。この時
の通電時間は二次側導体２の進行方向が変わらな
い程度に予め進行磁界発生コイル駆動回路は調整
されている。

次に、二次側導体２が進行し、二次側導体２の
先端を光検出器１０が検出すると、入口側及び出
口側の両方の単相コイル６，６′に同時に単相交
流を印加するか、または出口側の単相コイル６に
まず単相交流を印加した後、所定時間（二次側導
体２にブレーキがかかり進行方向が変わらない程
度の時間）遅らせて入口側の単相コイル６′に単
相交流を印加する。

その結果、二次側導体２は、図示する如く両端
の単相コイル６，６′間で停止位置決めされる。

この状態にあつては、二次側導体２の両端部は
第１図中ｄで示す位置で停止保持され、もはや二
次側導体２には力は作用せず、安定に静止してい
る。

二次側導体２を、再び発進する場合は、単相コ
イル６，６′への通電を止め、進行磁界発生コイ
ル９に通電することにより、選択された左右方向
のいずれかへ発進することができる。

第６図は上述の実施例に適用される駆動回路の
１例を示す図である。

図において、１４はオア回路、１５，２１，２
２はアンド回路、１６，１７，１８はナンド回路
であり、ナンド回路１７，１８でラツチ回路１９
を構成している。また、２０はパルス発生器であ
り、上述したようにある所定時間だけ進行磁界発
生コイル９に二次側導体に制動をかけるための制
動期間指定パルスＰを発生するものである。

２７は三相交流電源、２３，２４は三相交流電
源２７からの出力端子の二本に挿入されたリレ
ー、２５は三相交流電源２７の出力端子の二本と
単相コイル６，６′の直列閉回路に介挿されたリ
レーである。また光検出器、単相コイル、進行磁
界発生コイルについては第５図の番号をそのまま
援用している。

図示の実施例は、比較的長距離の搬送レールに
複数の本発明にかかる低地位置決め装置が配置さ
れた搬送システムに適用される駆動回路例を示し
ている。また可動部を構成する二次側導体２は、
搬送レールに沿つて第５図に示す如き停止保持装
置に対していずれの方向からも入り込める方式、
つまり両方向移動を想定している。

従つて、本駆動回路もまた二次側導体の停止保
持装置における両方向進入を想定して構成されて
いる。

従つて、図中光検出器１０，１０′はその逆の
配置であつても何ら支障はない。

二次側導体２の停止保持装置内への進入を光検
出器１０，１０′のいずれか一方で検知すると、
検知信号は、まず、パルス発生回路２０に入力さ
れ、予めパルス幅ｔの定められた制動期間指定パ
ルスｐをゲート２１を介してリレー２３，２４を
作動させる。リレー２３，２４の作動により進行
磁界発生コイル９に、二次側導体２を制動する方
向の逆相磁界を所定期間だけ発生させ二次側導体
２にブレーキを掛け、次に光検出器１０，１０′
の両方共が二次側導体２の進入を検知すると、検
知信号は、ラツチ回路に入力されリレー２５を作
動させて、両単相コイル６，６′に通電を開始し、
二次側導体を停止保持せしめる。

尚、図中端子２６はイネーブル端子であり、二
次側導体２を通過させたい停止保持装置が作動せ
ぬようラツチ回路１９の出力をゲート２２で禁止
し、リレー２５を作動させぬようにするためのも
のである。

また、本駆動回路は、光検出器からの出力で一
対の単相コイルを同時に駆動するものであるが、
まず停止位置決め装置における出口側の単相コイ
ルを駆動し、然る後に入口側の単相コイルを駆動
する駆動回路を採用することも可能である。

この場合、本駆動回路に遅延回路あるいは順序
回路を組み込むことで容易に実現することができ
る。

以上説明したように、本発明によれば、構成が
簡単で且つ非接触にして確実に可動部の停止が行
なえる誘導型停止保持装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる誘導型停止保持装置を
説明するための動作原理図、第２図，第３図は第
１図をさらに説明するための図、第４図，第５図
は本発明にかかる誘導型停止保持装置の一実施例
の側面図及び上面図、第６図は本発明に係る誘導
型停止保持装置に接続される駆動回路の一実施例
を示す図、第７図は二次側導体の先端の位置と二
次側導体に加わる力の発生状態を説明する図であ
る。 図において、１は一次側鉄心、２は二次側導
体、６，６′は単相コイル、９は進行磁界発生コ
イル、１０，１０′は光検出器、１１は搬送レー
ル、１２は車輪、１３はキヤリアである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単相交流磁界発生コイルが巻回されてなる主
   磁極と該主磁極と磁気的に結合されてなる保持磁
   極となからなる磁性体と、該磁性体と相対移動す
   る導体板とを備え、 該導体板が該補助磁極に対向し、且つその端部
   が主磁極に対向する位置において、該主磁極より
   発生する磁界により該導体板に誘起される第１の
   うず電流により発生した力と該補助磁極より発生
   する磁界により該導体板に誘起される第２のうず
   電流により発生した力とによつて該磁性体と導体
   板との相対移動を停止保持するようにしたことを
   特徴とする誘導型停止保持装置。