JP2004083179A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保守点検が容易でかつコストを低減することができる搬送装置を提供すること。
【解決手段】ワークＷを搬送する搬送ローラ４と駆動連結された３相のシンクロナスモータＳＭは、コントロールパネル２０と接続される。シンクロナスモータＳＭのＡ相励磁用コイルとＢ相励磁用コイル及びＣ相励磁用コイルとは、シンクロナスモータＳＭの複数のティースに対して２つおきに巻回されている。各コイルは、デルタ型に結線されている。そして、シンクロナスモータＳＭの第１の入力端子にはＵ相の交流が、第２の入力端子にはＶ相の交流が、第３の入力端子にはＷ相の交流がそれぞれ給電される。そして、コントロールパネル２０を介して、３相交流をそれぞれ対応する入力端子に印加する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シンクロナスモータを用いた搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、搬送装置としての搬送コンベアにおいて、各搬送ローラに対してそれぞれ誘導モータを直結して各誘導モータを駆動させ各搬送ローラを回転させることによって、ワークを搬送する搬送コンベアが提案されている。一般に、誘導モータは高速回転であり、搬送コンベアの搬送速度は遅い。従って、誘導モータは減速機を介して減速して、搬送ローラを回転させる。
【０００３】
しかしながら、誘導モータに減速機を組み付けるため、搬送コンベアは大型化する問題があった。
そこで、２相のシンクロナスモータを各搬送ローラに直結し各２相シンクロナスモータを駆動させ各搬送ローラを回転させることによって、ワークを搬送する搬送コンベアが考えられる。２相シンクロナスモータは、減速機を用いることなく低回転速度・高トルクを得ることができる。
【０００４】
詳述すると、２相シンクロナスモータは、単相交流電源を第１の単相交流電源とし、同第１の交流単相電源からコンデンサを介して９０度位相をずらした第２の交流電源を作る。そして、２相シンクロナスモータは、第１の単相交流電源を１相目の励磁用コイルに給電し、第２の単相交流電源を２相目の励磁用コイルに給電することにより、正回転駆動させることができる。反対に、２相シンクロナスモータは、第１の単相交流電源を２相目の励磁用コイルに給電し、第２の単相交流電源を１相目の励磁用コイルに給電することにより、逆回転駆動させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２相シンクロナスモータは、正転回転から逆転回転に、又逆転回転から正転回転に切り換えるとき、前記したように、各１相及び２相励磁用コイルに給電する第１及び第２の単相交流電源を切り換えることによって行われる。この切り換えは、リレー回路によって行われる。
【０００６】
リレー回路は、切り換えるごとにリレーの接点が接離することから、経年変化する。そのため、保守点検が生じる。同様に第２の単相交流を生成するためのコンデンサも保守点検が必要となる。
【０００７】
又、搬送コンベアに２相シンクロナスモータを利用した場合、コンデンサ及びリレー回路を用いるため、その分だけコスト高となる。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、保守点検が容易でかつコストを低減することができる搬送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、搬送体の駆動によってワークを一方向に移送する搬送装置において、前記搬送体を３相交流電源が供給する３相交流にて駆動される３相シンクロナスモータにより回転駆動するようにした。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の搬送装置において、前記３相シンクロナスモータのステータに形成した複数のティースに対して２つおきに第１の励磁用コイルと第２の励磁用コイルと第３の励磁用コイルとを巻回し、各コイルに前記３相交流を給電して駆動するようにした。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の搬送装置において、前記搬送体は、左右一対のフレーム間に回転可能に支持され前記搬送方向に沿って並べられた複数の搬送ローラであり、前記３相シンクロナスモータは、前記複数の搬送ローラに対してそれぞれ設けられ、該搬送ローラに対して駆動連結させた。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、搬送体を３相交流電源が供給する３相交流にて駆動される３相シンクロナスモータにより回転させている。従って、インバータ回路が不要となる分、コストが低くなる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、３相シンクロナスモータの複数のティースに対して２つおきに第１〜第３の励磁用コイルを巻回し、各コイルに３相交流を給電している。従って、位相差の異なった交流電源を発生させるためのコンデンサを設けたり、リレー回路を設ける必要がなくなる。つまり、シンクロナスモータの保守点検は容易になり、コストが低くなる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、３相シンクロナスモータは、搬送ローラに対して駆動連結されている。従って、搬送ローラを確実に駆動させ、ワークが搬送される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に、搬送コンベアの斜視図を示す。搬送装置としての搬送コンベア１は、搬送方向に沿って延びる左右一対の基台２の上面に同方向に延びるフレーム３が固設されている。そして、左右一対のフレーム３間には、等間隔に配設された複数個の搬送ローラ４が回転可能に支持されている。各搬送ローラ４は、左側のフレーム３に固設されたシンクロナスモータＳＭとそれぞれ駆動連結されている。そして、シンクロナスモータＳＭを回転駆動することにより、搬送ローラ４に載置されたワークＷが同搬送ローラ４上を一方向に搬送される。
【００１５】
次に、シンクロナスモータＳＭの構成について図２及び図３に従って説明する。
前記シンクロナスモータＳＭは、ロータ１１と、ステータ１２とから構成されている。ロータ１１は、そのシャフト１３がハウジング１４に回転可能に支持され、ハウジング１４から突出したシャフト１３の部分が前記搬送ローラ４と連結されている。ハウジング１４内のシャフト１３にはその外周にマグネット１５が固着され、そのマグネット１５の外周には前後一対の積層鋼板よりなるコア部１６，１７が固着されている。コア部１６，１７の外周面には、軸線方向に延びた突極１６ａ，１７ａを等角度間隔に形成している。前後一対のコア部１６，１７は、突極１６ａ，１７ａが互いに半ピッチ周方向にずれてシャフト１３に固着されている。
【００１６】
ステータ１２は、ロータ１１に向かって９個のティース１８ａ〜１８ｉが等角度間隔に形成されている。各ティース１８ａ〜１８ｉの先端面には、突極１９が前記突極１６ａ，１７ａと平行になるように形成されている。９個のティース１８ａ〜１８ｉは、三つのグループをなし、Ａ相ティース１８ａ，１８ｄ，１８ｇ、Ｂ相ティース１８ｂ，１８ｅ，１８ｈ、Ｃ相ティース１８ｃ，１８ｆ，１８ｉとしている。Ａ相ティース１８ａ，１８ｄ，１８ｇには、第１の励磁用コイルとしてのＡ相励磁用コイルＣａが巻回されている。同様に、Ｂ相ティース１８ｂ，１８ｅ，１８ｈには第２の励磁用コイルとしてのＢ相励磁用コイルＣｂが巻回され、Ｃ相ティース１８ｃ，１８ｆ，１８ｉには、第３の励磁用コイルとしてＣ相励磁用コイルＣｃが巻回されている。Ａ相励磁用コイルＣａが通電されると、Ａ相ティース１８ａ，１８ｄ，１８ｇが励磁される。又、Ｂ相励磁用コイルＣｂが通電されると、Ｂ相ティース１８ｂ，１８ｅ，１８ｈが励磁される。又、Ｃ相励磁用コイルＣｃが通電されると、Ｃ相ティース１８ｃ，１８ｆ，１８ｉが励磁される。
【００１７】
そして、Ａ相ティース１８ａ，１８ｄ，１８ｇとＢ相ティース１８ｂ，１８ｅ，１８ｈ及びＣ相ティース１８ｃ，１８ｆ，１８ｉとが交互に励磁されると、各ティース１８ａ〜１８ｉの突極１９と前記コア部１６，１７の突極１６ａ，１７ａとの磁気的な相互作用が働いてロータ１１が回転する。従って、本実施形態のシンクロナスモータＳＭは、３相のシンクロナスモータを構成している。
【００１８】
尚、Ａ相励磁用コイルＣａ、Ｂ相励磁用コイルＣｂ及びＣ相励磁用コイルＣｃは、図示しないデルタ型に結線されている。詳述すると、Ａ相励磁用コイルＣａの一端とＢ相励磁用コイルＣｂの一端とが接続され、その接続点は、第１の入力端子Ｐ１と接続されている。Ａ相励磁用コイルＣａの他端とＣ相励磁用コイルＣｃの一端とが接続され、その接続点は、第２の入力端子Ｐ２と接続されている。Ｂ相励磁用コイルＣｂの他端とＣ相励磁用コイルＣｃの他端とが接続され、その接続点は、第３の入力端子Ｐ３と接続されている。
【００１９】
次に、シンクロナスモータＳＭの電気的構成を説明する。図４にシンクロナスモータＳＭの駆動回路を説明するためのブロック回路を示す。
シンクロナスモータＳＭは、３相交流電源Ｄがコントロールパネル２０を介して接続され、該３相交流電源ＤからＵ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相交流がシンクロナスモータＳＭに給電される。コントロールパネル２０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の通電（オン・オフ）を制御している。
【００２０】
３相交流電源Ｄについて詳述すると、図５に示すように、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各交流波形は、互いに１２０度位相がずれた波形である。Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各交流は、シンクロナスモータＳＭのＡ相励磁用コイルＣａ、Ｂ相励磁用コイルＣｂ及びＣ相励磁用コイルＣｃに給電される。この時、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各交流は、それぞれ第１、第２及び第３の入力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を介して給電される。
【００２１】
このように、３相交流の各相をそれぞれ対応する入力端子Ｐ１〜Ｐ３に印加すると、所定の周期でＡ相励磁用コイルＣａとＢ相励磁用コイルＣｂ及びＣ相励磁用コイルＣｃは通電される。
【００２２】
例えば、図５に示すステップＮ１において、第１の入力端子Ｐ１にはプラスの電圧（Ｕ相）、第２の入力端子Ｐ２及び第３の入力端子Ｐ３にはマイナスの電圧（Ｖ相、Ｗ相）がそれぞれ給電される。従って、Ａ相励磁用コイルＣａ及びＢ相励磁用コイルＣｂはそれぞれ通電される。すると、Ａ相ティース１８ａ，１８ｄ，１８ｇとＢ相ティース１８ｂ，１８ｅ，１８ｈがそれぞれ励磁される。従って、Ａ相ティース１８ａ，１８ｄ，１８ｇ及びＢ相ティース１８ｂ，１８ｅ，１８ｈの突極１９と、前記ロータ１１のコア部１６の突極１６ａとの距離が最も短くなるようにロータ１１が同突極１６ａ，１７ａの半ピッチ回転することとなる。
【００２３】
次に、ステップＮ２において、第１の入力端子Ｐ１及び第２の入力端子Ｐ２にはプラスの電圧（Ｕ相、Ｖ相）、第３の入力端子Ｐ３にはマイナスの電圧（Ｗ相）がそれぞれ給電されるため、Ｂ相励磁用コイルＣｂ及びＣ相励磁用コイルＣｃは通電される。すると、Ｂ相ティース１８ｂ，１８ｅ，１８ｈとＣ相ティース１８ｃ，１８ｆ，１８ｉがそれぞれ励磁される。すると、Ｂ相ティース１８ｂ，１８ｅ，１８ｈとＣ相ティース１８ｃ，１８ｆ，１８ｉの突極１９と、前記コア部１６の突極１６ａとの間に磁気的な相互作用が働く。従って、Ｂ相ティース１８ｂ，１８ｅ，１８ｈ及びＣ相ティース１８ｃ，１８ｆ，１８ｉの突極１９と、前記ロータ１１のコア部１７の突極１７ａとの距離が最も短くなるようにロータ１１が同突極１６ａ，１７ａの半ピッチ回転することとなる。
【００２４】
次に、ステップＮ３において、第２の入力端子Ｐ２にはプラスの電圧（Ｖ相）、第１の入力端子Ｐ１及び第３の入力端子Ｐ３にはマイナスの電圧（Ｕ相、Ｗ相）が給電されるため、Ｃ相励磁用コイルＣｃ及びＡ相励磁用コイルＣａは通電される。すると、Ｃ相ティース１８ｃ，１８ｆ，１８ｉとＡ相ティース１８ａ，１８ｄ，１８ｇが励磁される。そのため、Ｃ相ティース１８ｃ，１８ｆ，１８ｉとＡ相ティース１８ａ，１８ｄ，１８ｇの突極１９と、前記コア部１７の突極１７ａとの間に磁気的な相互作用が働く。従って、Ｃ相ティース１８ｃ，１８ｆ，１８ｉとＡ相ティース１８ａ，１８ｄ，１８ｇの突極１９と、ロータ１１のコア部１６の突極１６ａとの距離が最も短くなるようにロータ１１が同突極１６ａ，１７ａの半ピッチ回転することとなる。
【００２５】
以下、ステップＮ４、ステップＮ５、及びステップＮ６は、前記ステップＮ１、ステップＮ２、及びステップＮ３における各入力端子Ｐ１〜Ｐ３に給電される各相の交流電流が逆向きに流れる。従って、ステップＮ４、ステップＮ５、及びステップＮ６を行うことによって、順次、前記ロータ１１が突極１６ａ，１７ａの半ピッチずつ回転することになる。その結果、ステップＮ１〜ステップＮ６を一周期とし、繰り返し前記ステップＮ１〜ステップＮ６を行うことによって、各ステップ毎にロータ１１がその突極１６ａ，１７ａの半ピッチずつ一方向に回転することとなる。その結果、ロータ１１が低速回転速度で回転することになる。従って、シンクロナスモータＳＭは、減速機を組み付けることなく前記搬送ローラ４に載置されたワークＷを一方向に搬送させることができる。
【００２６】
この時、シンクロナスモータＳＭは、同シンクロナスモータＳＭを駆動させるためのコンデンサ及びリレー回路といった駆動回路を使用しなくても駆動することができる。従って、シンクロナスモータＳＭの保守点検が容易でかつコストを低減することができる。又、３相交流を直接シンクロナスモータＳＭに供給することができるため、２相のシンクロナスモータを使用した場合に比べて位相の異なる交流を生成する必要がない。即ち、インバータ回路等が不要となる為、コントロールパネル２０のコストを低く抑えることができる。
【００２７】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）３相交流をコントロールパネル２０を介してシンクロナスモータＳＭの入力端子Ｐ１〜Ｐ３に印加し、搬送ローラを駆動することによってワークＷを一方向に搬送している。従って、コンデンサ、インバータ回路及びリレー回路等を使用しないために、インバータ回路及びリレー回路等の保守点検を必要としないので、その分のコスト低減を図ることができる。
【００２８】
（２）ステップＮ１〜ステップＮ６を一周期とし、繰り返し前記ステップＮ１〜ステップＮ６を行うことによって、各ステップ毎にロータ１１が突極１６ａ，１７ａの半ピッチずつ一方向に回転することとなる。従って、シンクロナスモータＳＭは、減速機を組み付けることなく前記搬送ローラ４に載置されたワークＷを一方向に搬送させることができる。つまり、減速機を組み付ける分のコストの低減を図ることができる。
【００２９】
（３）シンクロナスモータＳＭは、搬送ローラ４に直接駆動連結されている。従って、シンクロナスモータＳＭの回転駆動力をロスすることなく、良好に搬送ローラ４に伝達することができる。即ち、シンクロナスモータＳＭに供給する電流量を低減することができる。つまり、コストを低減することができる。
【００３０】
（４）シンクロナスモータＳＭは、各搬送ローラ４にそれぞれ駆動連結されている。従って、搬送コンベア１のトルクを向上することができる。又、各搬送ローラ４にシンクロナスモータＳＭを駆動連結させているが、インバータ回路等を必要としない分、シンクロナスモータＳＭを各搬送ローラ４に対して駆動連結してもコストを低減することができる。
【００３１】
（５）シンクロナスモータＳＭは、搬送ローラ４と直接駆動連結されている。従って、フレーム３間の幅を大きくしても、良好に回転駆動力を伝達することができる。
【００３２】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態で記載したフレーム３の形状は他の形状を有していてもよい。例えば、中空構造を有する矩形形状のフレームでもよい。そうすることにより、搬送コンベア１全体の強度が増すとともに、前記シンクロナスモータＳＭを前記矩形形状のフレームの中空構造内に収納することができるため、動作時のシンクロナスモータＳＭ等の作動音を低減することができる。
【００３３】
○前記搬送コンベア１において、前記搬送ローラ４の一側に該搬送ローラ４に駆動連結したプーリーを各々設け、該プーリーにタイミングベルトを巻回し、さらにその各ローラの一つにシンクロナスモータＳＭを駆動連結させた搬送コンベア１を使用してもよい。従って、前記シンクロナスモータＳＭの回転駆動力が他のローラに伝達させるため、前記シンクロナスモータＳＭの設置数を減少させることができる。このことにより、搬送コンベア１の消費電力が低減できる。
【００３４】
○上記実施形態では、搬送体として搬送ローラ４を使用したが、搬送ローラ４にかえて搬送ベルトでもよい。
○上記実施形態では、シンクロナスモータＳＭは、各搬送ローラ４に駆動連結されていたが、例えば１つおきのように、所定の搬送ローラ４に駆動連結しても良い。このようにすれば、さらにコストを低減することができる。
【００３５】
上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記３相交流電源は、通電のオン・オフを制御するコントロールパネルを介して直接前記シンクロナスモータに給電されていることを特徴とする搬送装置。このようにすれば、インバータ回路等が不要となる分、コストを低く抑えることができる。
【００３６】
（ロ）請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置において、前記シンクロナスモータは、所定の前記搬送体に駆動連結されることを特徴とする搬送装置。このようにすれば、前記シンクロナスモータの回転駆動力がロスすることなく良好に搬送体に伝達することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、保守点検が容易でかつコストを低減することができる搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ユニットコンベアで構成した搬送装置の全体斜視図。
【図２】ユニットコンベアで使用するシンクロナスモータの外観図。
【図３】シンクロナスモータの構造を説明するための模式図。
【図４】シンクロナスモータを動作させるための電気回路図。
【図５】シンクロナスモータを動作させるための交流電圧のタイムチャート。
【符号の説明】
１…搬送装置としての搬送コンベア、３…フレーム、４…搬送体としての搬送ローラ、１２…ステータ、１８ａ〜１８ｉ…ティース、２０…コントロールパネル、Ｃａ…第１の励磁用コイルとしてのＡ相励磁用コイル、Ｃｂ…第２の励磁用コイルとしてのＢ相励磁用コイル、Ｃｃ…第３の励磁用コイルとしてのＣ相励磁用コイル、Ｄ…３相交流電源、Ｐ１…第１の入力端子、Ｐ２…第２の入力端子、Ｐ３…第３の入力端子、ＳＭ…３相シンクロナスモータ、Ｗ…ワーク。

Claims (3)

1. 搬送体の駆動によってワークを一方向に移送する搬送装置において、
   前記搬送体を３相交流電源が供給する３相交流にて駆動される３相シンクロナスモータにより回転駆動するようにしたことを特徴とする搬送装置。
2. 請求項１に記載の搬送装置において、
   前記３相シンクロナスモータのステータに形成した複数のティースに対して２つおきに第１の励磁用コイルと第２の励磁用コイルと第３の励磁用コイルとを巻回し、各コイルに前記３相交流を給電して駆動するようにしたことを特徴とする搬送装置。
3. 請求項１又は２に記載の搬送装置において、
   前記搬送体は、左右一対のフレーム間に回転可能に支持され前記搬送方向に沿って並べられた複数の搬送ローラであり、
   前記３相シンクロナスモータは、前記複数の搬送ローラに対してそれぞれ設けられ、該搬送ローラに対して駆動連結させたことを特徴とする搬送装置。

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