JPS637112A - リニアモ−タ式搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はリニアモータ駆動の搬送装置に関し、特に移
動体側の非接触給電方式に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の誘導形リニアモータ駆動の搬送装置の構
成を簡単に示したものである。図において（１ａ）〜（
１ｃ）は走行軌道（１０）に沿って、適当な間隔で設置
されたリニアモータ、（２）は搬送対象（２５）を積載
して走行する搬送バレント、（３）はリニアモータの駆
動用電源、（４ａ）〜（４Ｃ）はリニアモータ（１ａ）
〜（１ｃ）に駆動電力を順次供給してゆく切換スイッチ
、（５ａ）〜（５Ｃ）は搬送パレット（２）の接近を検
出する進入センサ、（６ａ）〜（６Ｃ）は位置決めセン
サである。

次に動作について第４図を参照して説明する。

尚、第４図は第３図と対応させて、搬送パレット（２）
の走行速度を表わしたものである。

今、（ａ）点を搬送パレ７　ト（２）の出発位置、（Ｃ
）点を目的位置とする。先ず、！、７７換スイッチ（４
ａ）が閉じられるとリニアモータ（１ａ）に駆動電圧が
駆動用電源（３）より印加され、これにより搬送パレッ
ト（２）は右方向へ推力を受は発進する。搬送パレット
（２）はリニアモータ（１ａ）から推力を受けている間
は加速されるが、その加速領塘を脱すると切換スイッチ
（４ａ）は開となるので惰走区間に入り、徐々に速度は
低下しながら地点（ｂ）に接近する。そして進入センサ
（５ｂ）が搬送パレット（２）の進入を検出すると切換
スイッチ（４ｔ＋）は閉となり、次に搬送パレット（２
）がリニアモータ（１ｂ）の領域に入ると再び加速され
、上記と同様の過程を経て、（ｃ）地点へ向かう。

しかして、目標位置である（Ｃ）点の進入センサ（５ｃ
）が搬送パレット（２）の接近を検知すると、（ｃ）点
では切換スイッ（４ｃ）が、駆動電源（３）の位相を反
転させて閉となり、リニアモータ（ｌｃ）により逆方向
の推力を搬送パレット（２）に加え、減速させる。さら
に搬送パレット（２）が位置決めセンサ（６ｃ）に達し
た時点で切換スイフチ（６ｃ）が開となり、搬送パレッ
ト（２）を目標位置（Ｃ）で停止させることができる。

次に以降の搬送動作の理解を容易にするために、搬送用
に用いられている誘導形リニアモータについて述べる。

第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はリニアモータの推進原
理を説明するための推進力移動曲線、磁束密度分布曲線
と渦電流分布曲線、及びリニアモータの断面図であり、
（１）はリニアモータの固定子側の鉄心、　（１２）は
多相の励磁巻線、（２１）は可動子側の非磁性金属板、
（２２）は可動子側の磁気回路を形成する磁性体の金属
板である。通常非磁性金属板（２１）は銅またはアルミ
ニウム板、磁性体金属板（２２）は鉄板が用いられる。

いま励磁巻線（１２）に多相（２相でも良い）の交流電
圧が印加されると、固定子鉄心（１）と磁性体金属板（
２２）の間には図中の破線（１３）で示すような磁気回
路が形成される。

いま、励磁巻線の極ピッチをτ、多相交流電源の周波数
をｆとすれば、磁束密度の分布Ｂは次式に示される同期
速度Ｖｓで移動する。

Ｖｓ＝２φで・ｆ そして、可動子側の非磁性金属板（２１）には渦電流（
１４）が図の方向　（断面）に発生し、その分布は曲線
１ｅのようになる。この時、可動子に発生する力は、可
動子の全長に沿った磁束密度Ｂと渦電流Ｉｅの積に比例
し、曲線Ｆで表わされる。即ち、この図の場合、右方向
への推進力の方が大きくなり、可動子は右方向へ移動す
る。

第６図（ａ）はリニアモータ式搬送装置の搬送パレット
の一例について示したものである。ここで、（１０）は
走行軌道、（２１）は非磁性金属板、（２２）は磁性金
属板、（２３）は搬送台、（２４）は走行車輪、（２５
）は搬送対象物である。

つぎに搬送パレットの位置決め方式について述べる。通
常リニアモータは、１ケ所の目的地点に対し、第６図（
ｂ）の如く２台設置する。この２台のリニアモータは、
励磁電源の励磁相を切換えることにより、第７図（ａ）
　、　（ｂ）　、　（ｃ）に示すように加速・減速φ停
止の作用をさせることができる。

第８図は停止状態の説明図である。互いに逆方向の推力
が違う場合は徐々に位置ずれを生じるが、位置決めセン
サ（１３１）　、（８２）の検出信号から推力　Ｆｌ、
　Ｆ２を調整することにより、はぼ目標位置に停止させ
ることができる。さらに、高精度な位置決めが必要な場
合には、第９図のように、目標地点側に位置決め電磁石
（９１）を、そして可動子側に位置決め用鉄片（９２）
を設け、リニアモータの励磁を切った状態で、位置決め
スイッチ（８）を投入して吸引制止させる方式も、ある
。また、可動子に移載などの外力が加わる場合には、機
械的な保持方法　（テーパーピンなど）も考えられてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のりこアモータ式搬送装置は以上のように構成され
ているので、搬送パレットは走行軌道に沿って設置され
たリニアモータからの推力によって受動的に移動するの
みである。即ち搬送バレントは長ストロークを移動する
ので電気エネルＹ−を供給する電線を接続できないため
、各種情報の検出や制御は出来ず、従って自立的な動作
は出来なかった。またエネルギー源として、蓄電池を塔
載することはできるが、蓄積電荷は有限であり、動作寿
命や容量の点で問題があった。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
ものであり、搬送パレット自体あるいは搬送パレットに
塔載された蓄電池に、非接触で電力を供給し、搬送パレ
ット自身に□自立的な動作機能が持たせられるようにす
ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るリニアモータ式搬送装置は、推力を提供
するリニアモータ固定子側から電気エネルギーの一部を
可動体側すなわち搬送パレット側に設けた電磁結合手段
により非接触で享受できるようにしたものである。

〔作用〕

この発明における電磁結合手段は、搬送パレットが停止
中は勿論のこと、加速・減速の途中でも電気的エネルギ
ーの移送が行なえるものであり、その為搬送パレットに
塔載された蓄電池へ非接触に補充電が行なえるので、各
種の検出制御がパレット側で可能であり、例えば搬送パ
レットを非接触で走行させる磁気浮上方式の搬送装置も
実現でさるものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について説明する。

第１図は本発明に係るリニアモータ式搬送装置の構成図
であり、（８１）、（８２）は位置決めセンサ、（１０
ｃ）は磁性体金属板の一部に設けられた電磁結合コイル
、（１１）は整流器、（１２）は蓄電池である。

次に動作について説明する。先ず、搬送パレットが停止
中の場合、リニアモータ固定子（ＩＡ）とリニアモータ
固定子（ＩＢ）は互いに逆方向の推力が発生するように
励磁されているとする。このとき、両リニアモータの推
力に差があるときは、いずれか−方に搬送パレットは移
動するが、この結果、搬送パレットの位置ずれは位置決
めセンサ（６１）または（Ｂ２）のいずれかで検出でき
る。この検出結果に基づき移動の推力と反対移動方向の
推力が大きくなるように励磁巻線の電圧を自動調整する
。この状態では、各リニアモータの鉄心中の交番磁束は
、磁性体板（２２）の中を通過するため、電磁結合コイ
ル（８０）には励磁電源と同じ周波数の交流電圧が発生
する。交流電圧を整流器（１１）により直流電圧とし、
蓄電池（１２）に充電することができる。つぎに、搬送
パレットが第３図で述べたように高速で走行し、リニア
モータ部で加速、あるいは減速を受けている場合を考え
る。この時リニアモータの励磁周波数をｆ、同期速度を
Ｖｓ、　ｊｆｊ送パレットの走行速度をＶｍとすれば、
電磁結合コイル（１０ｃ）に発生する電圧の周波数ｆｍ
は となり、走行速度に応じたエネルギーを得ることができ
る。

なお、上記実施例では、電磁結合コイル（１０ｃ）を磁
性体板（２２）の−部に設けたものを示したが、専用の
磁性体板を設けてもよく、第２図に示すように非磁性体
板（２１）中の渦電流に相当するものを検出するように
してもよい。

また、上記実施例では誘導型リニアモータの場合につい
て説明したが、可動磁石式直流型リニアモータなど他の
形式のものでも、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、可動体側に電磁結合コ
イルを設けこることにより、非接触で駆動体より電気エ
ネルギーを可動体側へ供給できるように構成したので、
可動体側に各種の計測制御機能を搭載でさ、また内蔵し
た蓄電池を非接触で補充電できるので寿命を永くでき、
さらに非接触な磁気浮上も実現できるなど多大の効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるリニアモータ式搬送
装置の構成を示す構成図、第２図はこの発明の他の実施
例の構成を示す構成図、第３図は搬送体の推進制御を説
明する説明図、第４図は搬送体の推進態様を説明する説
明図、第５図（ａ）。 （ｂ）、（Ｃ）は従来のリニアモータの動作原理を説明
する説明図であり、（ａ）は推進力の移動曲線図、（ｂ
）は渦電流（ｒｅ）と磁束密度（Ｂ）の分布曲線図、（
Ｃ）はリニアモータの断面図、第６図（ａ）、（ｂ）は
リニアモータの推進力動作を説明するのであり、（ａ）
は搬送体の構成図、（ｂ）は推進方向を制御するための
駆動コイル切換え回路図、第７図（ａ）。 （ｂ）、（ｃ）は駆動コイル切換動作に基づいて発生す
る各推進方向を示す説明図、第８図は搬送体停止時にお
ける各推進方向を示す説明図、第９図は搬送体停止機構
を示す他の構成図である。 図において、（ＩＡ）、（ＩＢ）はリニアモータ固定子
、（ｌｏｃ）は電磁結合コイル、（１１）は整流器、（
１２）は蓄電池、（２１）は非磁性板、（２２）は磁性
体板。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）リニアモータによる駆動機構において、軌道側に
   配置された駆動コイルより、推力発生用エネルギーとし
   て発生する電磁束を、可動体側に設けた電磁結合手段に
   より可動体へ誘起し、発生した誘起起電力を一般電源と
   して使用することを特徴とするリニアモータ式搬送装置
   。
2. （２）上記電磁結合手段として可動体側の磁性体金属部
   分に電磁結合コイルを設けたことを特徴とるす特許請求
   の範囲第１項記載のリニアモータ式搬送装置。
3. （３）上記電磁結合手段として可動体側の推進導体を構
   成する非磁性体金属の一部を電磁結合コイルとしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリニアモータ
   式搬送装置。