JP2001158532A - カプセル輸送設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】昇降容器の加速・減速を効果的に行う。 【解決手段】昇降経路に沿って配設されたガイドケーシ
ング３に、所定の隙間を介して昇降容器４を移動自在に
配置するとともに、ガイドケーシング３の上端部に、搬
送容器４の上部昇降空間２ａの空気圧を増減圧して搬送
容器４を昇降移動する駆動空気ユニットを配設し、ガイ
ドケーシング３の少なくとも上部と下部に前記搬送容器
４を出し入れ自在な出し入れ口５を設け、下部出し入れ
口５の上部に設けた加減速区間Ｌに、巻線コイル４１ａ
の磁界を搬送容器４のアルミニウム板４１ｂに作用させ
て搬送容器４を上昇方向に付勢するリニアモータ４１を
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば建設土木
工事現場の基礎孔、ダム堤や橋脚建設現場、大深度トン
ネルまたは地下貯蔵施設の施工現場などの基礎孔におい
て、圧縮空気を利用して人や機材、生コン、ズリ（掘削
土砂）などを搬送するカプセル輸送設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば立坑掘削現場では、掘削
したズリを立坑から排出するものとして、ホイストクレ
ーンやバケットコンベヤ、スクリューコンベヤなどがあ
る。しかし、ホイストクレーンによるものでは、３０ｍ
を越える高揚程では設備が大掛かりとなり適さず、また
常に荷の落下の危険が伴うという問題があった。

【０００３】そこで、本発明者等は、特願平１０−２１
１６７１号において、搬送容器を空気輸送してズリや生
コンを昇降搬送する輸送設備を提案した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記輸送設備
では、搬送時間を短くしようとする場合、空気の増減圧
速度を上げて搬送容器の昇降速度を上げることが考えら
れるが、駆動空気設備が過大となるとともに、空気の出
し入れ速度に限界がある。また減速時に搬送容器の前方
空間の空気圧を増圧することも考えられるが、減速制御
が極めてむずかしいという問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決して、搬送容
器の昇降速度を増大させることができ、搬送容器の加
速、減速制御を容易に行えるカプセル輸送設備を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、昇降経路に沿って配設された
ガイドケーシング内に、所定の隙間を介して昇降容器を
昇降移動自在に収容するとともに、昇降容器の上部昇降
空間または下部昇降空間の空気圧を増圧または減圧する
ことにより搬送容器を昇降移動させ、ガイドケーシング
の少なくとも上部と下部にそれぞれ前記搬送容器を出し
入れ自在な出し入れ口を設けたカプセル輸送設備におい
て、搬送容器の加減速区間に、ガイドケーシングと搬送
容器との間で磁界により搬送容器を上昇方向に駆動力を
付与するリニアモータを設けたものである。

【０００７】上記構成によれば、加減速区間でリニアモ
ータの駆動力を搬送容器に作用させて減速および増速す
ることができ、空気圧による昇降駆動に加えて、リニア
モータの駆動力を作用させることで、減速時および加速
時の速度制御を容易に行うことができる。また請求項２
記載の発明は、上記構成において、ガイドケーシング内
の昇降容器の上部昇降空間の空気圧を増減圧する駆動空
気ユニットを配設し、前記加減速区間を下部出し入れ口
上方の所定範囲に設定して、リニアモータにより昇降移
動する搬送容器を加速および／または減速するように構
成したものである。

【０００８】上記構成によれば、最も加速度を必要とす
る上方への発進時、および最も減速を必要とする搬送容
器の下降移動の到達時において、搬送容器に作用させる
空気圧による駆動力に加えて、リニアモータによる駆動
力を精度良く付加することができ、搬送容器の上昇発進
時の加速および下降到達時の減速の加速度制御を効果的
に行うことができる。

【０００９】さらに請求項３記載の発明は、上記構成に
おいて、下部出し入れ口の加減速区間の上方に、輸送容
器の下部昇降空間の空気を排出する排気弁を設けるとと
もに、下部出し入れ口に大気側に開放する通気弁を配置
し、搬送容器の下降到達時に、前記通気弁を閉じて下部
昇降空間による空気クッションを搬送容器に作用させる
とともに、リニアモータにより搬送容器に上方への駆動
力を付与して減速させるように構成したものである。

【００１０】上記構成によれば、到達時に排気弁を過ぎ
た搬送容器は、下部出し入れ口までの下部昇降空間によ
る空気クッションにより大きく減速されるとともに、リ
ニアモータによりさらに減速されるので、下降速度が大
きくても短い区間で効果的に減速することができ、昇降
に要する時間を短縮できて搬送能力を増大することがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係るカプセル輸
送設備の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
このカプセル輸送設備は、図１に示すように、大深度ト
ンネル施設と地上との間を接続する立坑１内で、掘削さ
れたズリや生コン、機材や作業員などの荷を高揚程で搬
送するものである。この立坑１には、駆動空気により搬
送容器４を昇降空間２に沿って案内するガイドケーシン
グ３が上端の地上開口部から下端の底部に昇降経路に沿
って配設され、ガイドケーシング３の下端部には、搬送
容器４の出し入れするカプセル挿脱装置６を備えた下部
出し入れ口５が設けられている。またガイドケーシング
３の上端の緩衝筒部３ａには、ガイドケーシング３内で
搬送容器４上方の上部昇降空間２ａを大気圧より減圧し
て（負圧という）搬送容器４を昇降駆動する駆動空気ユ
ニット８が接続され、また緩衝筒部３ａの下部に形成さ
れた上部出し入れ口７には、搬送容器４に荷を投入およ
び排出する積込み排出装置９が設けられている。

【００１２】前記駆動空気ユニット８は、サンクション
ブロワ（排気ポンプ）１１と緩衝筒部３ａの間に、開閉
弁１２およびフィルタ１３が介在された吸引ダクト１４
が接続されており、ガイドケーシング３内で上部昇降空
間２ａを負圧にすることにより、搬送容器４をガイドケ
ーシング３に沿って上昇移動させ、また上部昇降空間２
ａを負圧状態から増圧することにより搬送容器４を下降
させるように構成されている。吸引ダクト１４には、開
閉弁１のブロワ１１側に増圧弁１５が介在された分岐管
１６が接続されており、この分岐管１６とブロア１１の
吐出口にそれぞれサイレンサ１７，１７が取付けられて
いる。

【００１３】前記ガイドケーシング３は円筒形に形成さ
れ、搬送容器４は、図３，図４に示すように、ガイドケ
ーシング３内に一定の隙間をあけて移動自在に嵌入され
る円筒状容器本体２１と、この容器本体２１の胴部の上
下位置に１２０゜隔てて形成された凹部内にそれぞれ配
置されてガイドケーシング３の内面を転動するガイド車
輪２２と、容器本体２１の上下位置の外周部にそれぞれ
配設されて先端がガイドケーシング３の内面に摺接され
るシール板２３，２３とが具備され、容器本体１１の胴
部外周には、後述するリニアモータ４１の二次導体であ
るアルミニウム板４１ｂが配設されている。また容器本
体１１の胴部には、荷を出し入れするための開閉扉２４
が設けられている。

【００１４】一方、下部出し入れ口５に配設されたカプ
セル挿脱装置６は、図１に示すように、底板３１上を下
部出し入れ口５に対向する挿脱位置と、この挿脱位置か
ら離れた入出荷位置との間で移動自在な容器移動台車３
２と、台車装置に搭載されて昇降板３４を昇降自在なパ
ンタグラフ式の容器昇降装置３３と、昇降板３４上に複
数本立設されて搬送容器４を受ける緩衝器３５を介して
配置された受け板３６とを具備している。そして、ガイ
ドケーシング３に沿って下降された搬送容器４を緩衝器
３５を介して受け板３６上に受取り、容器昇降装置３３
により下部出し入れ口５から搬送容器４を取出し、容器
移送台車３２により搬送容器４を入出荷位置に移動させ
て荷を取出すことができる。また入出荷位置で荷を積込
み、容器移送台車３２により挿脱位置に移動させるか、
予め荷が搬入された別の搬送容器４と入替え、容器昇降
装置３３により搬送容器４を下部出し入れ口５に挿入
し、駆動空気ユニット８により上部昇降空間２ａを減圧
して搬送容器４を上部出し入れ口７まで上昇移動させる
ことができる。

【００１５】ところで、搬送容器４を上昇させるために
下部出し入れ口５を大気側に開放しておく必要がある
が、開放状態のままでは下降する搬送容器４を効果的に
減速することができないため、図２（ａ）に示すよう
に、下部出し入れ口５に臨むガイドケーシング３に下部
昇降空間２ｂと大気側とを連通する通気弁３８が設けら
れており、また下部出し入れ口５から上方の加減速区間
Ｌを隔てた位置に昇降空間内の空気を排出する排気弁３
７が設けられている。したがって、搬送容器４が下降し
てくると、搬送容器４の下部昇降空間２ｂの空気を排気
弁３７から逃がして搬送容器４の下降速度を増大させ、
加減速区間Ｌに達すると通気弁３８が閉じられているこ
とから、その下部昇降空間２ｂの空気圧が空気クッショ
ンとなり、図２（ｂ）に示すように効果的に減速され
る。

【００１６】また、この加減速区間Ｌの所定部分のガイ
ドケーシング３は、透磁率の高い材料たとえば樹脂など
により形成された透磁用筒部３ｂにより形成され、この
透磁用筒部３ｂの外周部に、本発明に係るリニアモータ
４１を構成する一次側ステータである巻線コイル４１ａ
が配設されている。そして電源４２から速度制御装置４
３を介して巻線コイル４１ａに電力を供給することによ
り、リニアモータ４１の巻線コイル４１ａに発生させた
磁界を搬送容器４のアルミニウム板４１ｂに作用させて
搬送容器４に上昇方向の力を発生させ、空気クッション
に加えて上方への駆動力を付与し、より効果的に減速さ
せることができる。これにより加減速区間Ｌを短縮する
ことができ、サイクルタイムを短縮することができる。
また上昇時には、上昇昇降空間２ａの負圧による引き上
げ力に加えて、リニアモータ４１により搬送容器４に上
昇方向の駆動力を発生させることにより、搬送容器４を
効果的に加速して、サイクルタイムを短縮することがで
きる。

【００１７】前記積込み排出装置９は、図１に示すよう
に、ガイドケーシング３に上部出し入れ口７を形成する
切欠き部５１が形成され、この切欠き部５１に嵌脱自在
でガイドケーシング３を連通可能な分離筒部５２が設け
られており、この分離筒部５２は搬送容器４を収納可能
な長さに形成されている。また上部出し入れ口７には、
分離筒部５２を連通位置と容器受渡し位置まで水平方向
にシフトして切欠き部５１に嵌合離脱可能な容器シフト
装置（図示せず）が配設されている。またこの分離筒部
５２の底部には、複数の受けブロックをそれぞれ出退し
て搬送容器を下方から支持する容器保持装置５３が配設
されている。さらに切欠き部５１に臨むガイドケーシン
グ３および緩衝筒部３ｂには、それぞれ分離筒部を接続
してシールする管路シール装置５４が配設されている。

【００１８】したがって、駆動空気ユニット８により上
部昇降空間２ａが減圧されて搬送容器４がガイドケーシ
ング３内を上昇移動され、分離筒部５２を通過して緩衝
筒部３ａに達すると、分離筒部５２の容器保持装置５３
により受けブロックが下部空間２ｂに突出され、駆動空
気ユニット８により上部昇降空間２ａが増圧されて搬送
容器４がゆっくりと分離筒部５２に下降され容器保持装
置５３に保持される。ついで管路シール装置５４による
シールが解除された後、容器シフト装置により分離筒部
５２が連通位置から容器受渡し位置に移動される。そし
て、クレーン等を使用して分離筒部５２から搬送容器４
を取出し、新たな荷が収容された搬送容器４を分離筒５
２に搬入する。また新たな搬送容器４を収容した別の分
離筒５２を容易しておいて、逆の手順で搬送容器４を部
出し入れ口７に搬入し、駆動空気ユニット８により搬送
容器４を下方に搬送する。

【００１９】上記構成において、搬送容器４を下降搬送
する場合には、容器保持装置５３を解除し、駆動空気ユ
ニット８により搬送容器４の上部昇降空間２ａの空気圧
を増圧するとともに、排気弁３７をあけて下部昇降空間
２ｂの空気を排出することにより、搬送容器４を所定速
度（図２ではたとえば５m/sec）で下降移動させる。そ
して、搬送容器４が排気弁３７の取付け位置を過ぎて加
減速区間Ｌに達すると、閉じられた通気弁３８により下
部昇降空間２ｂの空気がガイドケーシング３（透磁用筒
部３ｂ）と容器本体２１の隙間からのみ排出されること
から空気クッションが作用されて減速され、さらにリニ
アモータ４１の作用により搬送容器４に上昇方向の力が
発生されて搬送容器４が効果的に減速され、所定の着地
速度（図２ではたとえば0.5m/sec）で緩衝器３５上に着
底される。

【００２０】また上昇時には、駆動空気ユニット８によ
り上部昇降空間２ａの空気圧が減圧されるとともに通気
弁３８があけられて搬送容器４が上昇されると同時に、
加減速区間Ｌでリニアモータ４１の作用により搬送容器
４に上昇力を付与し、搬送容器４の上昇が効果的に加速
されて所定速度で上昇移動される。上記実施の形態によ
れば、下部出し入れ口５と排気弁３７との間の加減速区
間Ｌにリニアモータ４１を設けて搬送容器４を減速する
ように構成したので、排気弁３７と下部出し入れ口５と
の間の空気クッションに加えて、リニアモータ４１の駆
動力を作用させることができ、到達する搬送容器４をよ
り効果的に減速させることができる。したがって、加減
速区間Ｌが一定である場合には、搬送容器４の下降速度
を増速することができ、また下降速度が一定の場合は加
減速区間Ｌを短くすることができるので、下降移動に要
するサイクルタイムをより短くすることができ、効率的
な搬送が可能となる。

【００２１】また、搬送容器４の上昇起動時に、上部昇
降空間２ａの負圧による搬送容器４の吸引力に加えて、
リニアモータ４１の駆動力を作用させることにより、上
昇加速度を増大させて短時間に上昇速度に達するように
できるので、上昇移動に要するサイクルタイムを短くす
ることができ、効率的な搬送が可能となる。さらに、搬
送容器の重量や荷の状態（たとえば人が乗っている時）
に応じて、速度制御装置４３によりリニアモータ４１に
よる駆動力を変化させることにより、より安全な加速、
減速が可能となる。

【００２２】なお、上記実施の形態では、リニアモータ
４１をリニア誘導モータにより構成したが、透磁用筒部
３ｂに励磁コイルを、搬送容器４に永久磁石をそれぞれ
設けたリニア同期（直流）モータであってもよい。また
上記実施の形態では、減速と加速の両方にリニアモータ
４１を使用したが、もちろんどちらか一方であってもよ
い。

【００２３】さらにガイドケーシング３の上部と下部に
のみ出し入れ口７，５を設けたが、中間部に出し入れ口
を設けることもでき、この場合にはリニアモータを配置
した減速区間を中間部の出し入れ口の上部に設けること
もできる。

【００２４】

【発明の効果】以上に述べたごとく請求項１記載の発明
によれば、加減速区間でリニアモータの駆動力を搬送容
器に作用させて減速および増速することができ、空気圧
による昇降駆動に加えて、リニアモータの駆動力を作用
させることで、減速時および加速時の速度制御を容易に
行うことができる。

【００２５】また請求項２記載の発明によれば、最も加
速度を必要とする上方への発進時、および最も減速を必
要とする搬送容器の下降移動の到達時において、搬送容
器に作用させる空気圧による駆動力または制動力に加え
て、リニアモータによる駆動力を精度良く付加すること
ができ、搬送容器の上昇発進時の加速および下降到達時
の減速の加速度制御を効果的に行うことができる。

【００２６】さらに請求項３記載の発明によれば、到達
時に排気弁を過ぎた搬送容器は、下部出し入れ口までの
下部昇降空間による空気クッションにより大きく減速さ
れるとともに、リニアモータによりさらに減速されるの
で、下降速度が大きくても短い区間で効果的に減速する
ことができ、昇降に要する時間を短縮できて搬送能力を
増大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカプセル輸送設備の実施の形態の
全体構成を示す側面断面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は同カプセル輸送設備の加減速
区間の説明図であり、（ａ）は加減速区間の側面断面
図、（ｂ）は搬送容器の減速速度変化を示すグラフであ
る。

【図３】同カプセル輸送設備の加減速区間の平面断面図
である。

【図４】図３に示すＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１ 立坑 ２ 昇降空間 ２ａ 上部昇降空間 ２ｂ 下部昇降空間 ３ ガイドケーシング ３ａ 緩衝筒部 ３ｂ 透磁用筒部 ４ 搬送容器 ５ 下部出し入れ口 ６ カプセル挿脱装置 ７ 上部出し入れ口 ８ 駆動空気ユニット ９ 積込み排出装置 １１ サンクションブロワ ３７ 排気弁 ３８ 通気弁 ４１ リニアモータ ４１ａ 巻線コイル ４１ｂ アルミニウム板 Ｌ 加減速区間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小杉 佐内 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 富田 侑嗣 福岡県北九州市戸畑区仙水町１番１号 学 校法人九州工業大学内 Ｆターム(参考） 3F021 AA03 BA01 CA06 DA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】昇降経路に沿って配設されたガイドケーシ
   ング内に、所定の隙間を介して昇降容器を昇降移動自在
   に収容するとともに、昇降容器の上部昇降空間または下
   部昇降空間の空気圧を増圧または減圧することにより搬
   送容器を昇降移動させ、ガイドケーシングの少なくとも
   上部と下部にそれぞれ前記搬送容器を出し入れ自在な出
   し入れ口を設けたカプセル輸送設備において、 搬送容器の加減速区間に、ガイドケーシングと搬送容器
   との間で磁界により搬送容器を上昇方向に駆動力を付与
   するリニアモータを設けたことを特徴とするカプセル輸
   送設備。
2. 【請求項２】ガイドケーシング内の昇降容器の上部昇降
   空間の空気圧を増減圧する駆動空気ユニットを配設し、 前記加減速区間を下部出し入れ口上方の所定範囲に設定
   して、リニアモータにより昇降移動する搬送容器を加速
   および／または減速するように構成したことを特徴とす
   る請求項１記載のカプセル輸送設備。
3. 【請求項３】下部出し入れ口の加減速区間の上方に、輸
   送容器の下部昇降空間の空気を排出する排気弁を設ける
   とともに、下部出し入れ口に大気側に開放する通気弁を
   配置し、 搬送容器の下降到達時に、前記通気弁を閉じて下部昇降
   空間による空気クッションを搬送容器に作用させるとと
   もに、リニアモータにより搬送容器に上方への駆動力を
   付与して減速させるように構成したことを特徴とする請
   求項２記載のカプセル輸送設備。