JP2007501159A - 線路，転轍器及び磁歪式センサを有する輸送設備 - Google Patents

Abstract

線路上の車両の位置を検出するため、磁歪式センサ（５）が、線路内に組み込まれていて、目印磁石（１３）が、車両（１１）に対して配置されている。測定ロッド（６）が、重なりなしに相前後して配置されていて測定路を形成する。車両の位置が、１つの測定ロッドからその次の測定ロッド（６）へ移行する範囲内でも確認され得るように、各車両が、間隔をあけて相前後して配置された少なくとも２つの目印磁石を備える。本発明の一部は、このような測定ロッドを少なくとも２つ有する転轍器でもある。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の線路，転轍器及び磁歪式センサを有する輸送設備に関する。

梱包機用のレールシステムが、国際特許第00/75603号明細書から公知である。車両の位置を測定するこのレールシステムは、磁歪式センサを備えている。各センサは、１つの測定本体及び１つの測定ロッドを有し、経時遅延から車両に装着された目印磁石の位置を算定する。この目印磁石は、測定ロッドに作用接続している。線路の全体に沿って測定するため、多数の磁歪式センサが設けられている。これらの磁歪式センサの測定ロッドが、それらの端部で重なっている。

このような装置は、製造中に経費がかかり、かつ限られた測定精度しか有さないことが実際に判明している。さらに、転轍器の領域に対しても適したセンサの配置が望まれるという問題がある。
国際特許第00/75603号明細書

本発明の課題は、簡単な製造で可能であってかつ精確である冒頭で述べた種類のシステムを提供することにある。

この課題は、請求項１に記載の線路及び輸送設備によって解決される。

したがって相前後して配置された測定ロッドが、線路に沿って延在する少なくとも１つの測定路を形成する。この場合、これらの測定ロッドは重なっていない。 測定ロッドの横方向のオフセット(Versatz) が必要でないので、このことは、測定精度を上げるか又は同じ精度の場合は構造及び校正を簡単にする。

特に、進行方向に相前後して配置された少なくとも２つの目印磁石が、車両に対して設けられている。目印磁石のうちの少なくとも１つの目印磁石が、１つの測定ロッドからその次の測定ロッドにかけての移行時でも測定ロッドのうちの少なくとも１つの測定ロッドに常に作用接続しているように、これらの目印磁石は配置されている。この場合、測定制御部が、移行領域内の車両の位置も確実に算定する。

特に、線路が相前後して配置された多数のレール本体を有する場合に、磁歪式センサの本発明の配置は有利である。この場合、少なくとも１つの測定ロッドが、各レール本体内に配置されている。測定ロッドの重ね合わせが必要でないので、レール本体の構造及び取り付が簡単になる。

本発明の別の課題は、磁歪式測定システムを有する転轍器を提供することにある。この課題は、請求項９に記載の転轍器によって解決される。

転轍器は、従来どおり第１端部，第２端部及び第３端部を有する。この場合、線路が、第１端部から第２端部と第３端部とに分岐している。転轍器は、車両の位置を測定する磁歪式センサを有する。この場合、経時遅延から車両に配置された目印磁石の位置を検出するため、各センサは、１つの測定ロッド及び１つの測定本体を有する。転轍器の領域内では、１つの測定ロッドがそれぞれ、第１端部から第２端部にかけて延在し、かつ第１端部から第３端部にかけて延在する。このことは、車両の位置を転轍器の両経路上で精確に測定することを可能にする。

例えば直線駆動部の稼動部分のように、駆動装置の一部が、転轍器内に組み込まれている場合、測定ロッドが、駆動装置の外側の特に横に配置されている。その結果、これらの測定ロッドは、この駆動装置と交差しない。このことは、構造を簡単にする。

特に車両は、進行方向に対して横に並んで配置された少なくとも２つの目印磁石を備えなければならない。その結果、転轍器上の走行経路に関係なく、目印磁石のうちのそれぞれの１つの目印磁石が、測定ロッドのうちの１つの測定ロッドに作用接続している。

用語「線路」は、ここでの関係では車両用の軌道と解する。この軌道は、直線に又は湾曲して延在し及び／又は少なくとも１つのコーナー部分及び／又は少なくとも１つの転轍器を有し得る。

本発明のその他の好適な構成及び用途は、従属請求項及び以下の図面に基づく説明に記載されている。

図１〜３中に示された輸送設備は、相前後して配置された多数のレール本体２から作られた線路１を有する。各レール本体３は、鋳造技術的に製造された基礎本体３を有する。ガイドバー４，測定ロッド６及び測定ヘッド７を有する磁歪式センサ５並びに直線駆動部の稼動部分としてのプレートコアを有するコイル８が、基礎本体３内に配置されている。レール本体２の車両側が、錆びない鋼板９によって被覆される。

線路上を走行する車両１１は、互いに枢着連結されている車両部分１１ａ，１１ｂから構成される。これらの車両部分の各々が、２つの車輪１２を有する。さらに全部で４つの目印磁石１３が、各車両に対して配置されている。つまり２つの車輪が、各側面に配置されている。ガイド磁石１４が、目印磁石１３の前及び／又は後で車両１１に固定されている。さらに駆動磁石１５が、車両中央の下面に配置されている。これらの駆動磁石１５は、線路に沿って車両１１を運転させるコイル８に連動する。

ガイド磁石１４は、ガイドバー４の上に垂直に配置されている。これらのガイドバー４はそれぞれ、走行路に向かって指向された脚部を有するＵ形溝から構成される。このＵ形溝は、線路の長手軸線に沿って延在し、磁化可能な材料から成る。この場合、「磁化可能な材料」は、磁化率が１よりも遥かに大きい強磁性又は常磁性の材料と解する。これらの材料は、ガイド磁石１４に向かう強い引力をもたらす。

図５から分かるように、異なる極が、それぞれのガイドバー４の両脚にわたって存在するように、ガイド磁石１４が分極している。その結果、磁石端子(Magnetschluss) が、Ｕ形溝によって得られる。

車両をカーブ内でも線路１上に保持するため、ガイド磁石１４は、これらのガイド磁石１４がガイドバー４との十分強い相互作用を実現するように仕様決定されている。ガイド磁石１４が、十分強く仕様決定されている場合、車両１１は、吊るして配置されてもよい。

駆動は、制御部１７を用いたコイル８の電子制御によって実施される。制御部１７は、回路を構成する。この回路の校正値は、コイル８の個々の相を流れる電流である。この回路の制御値は、測定される車両の位置である。換言すれば、すなわち、車両が、（時間に依存し得る）プリセットされている位置に到着するか又はその位置を守るように、コイルに流れる電流が、制御部によって選択される。この場合、実際の位置が、磁歪式センサ５によって算定される。

既に説明したように、各磁歪式センサ５が、レールの長手方向に沿って延存する１つの測定ロッド６を有する。特に測定ロッド６は、図３，４中に示されたようにガイドバー４のうちの１つのガイドバーのＵ形溝内に配置されていて、図２中に示されたようにコイル８の横で線路１の外縁部に沿って延存する。

電流パルスが、この測定ロッド６に規則的な時間間隔で通電される。この電流パルスは、目印磁石１３の磁場と相互作用し、超音波パルスを生成する。この超音波パルスは、センサロッドに沿って進行し、それぞれのセンサヘッド７内で検出される。目印磁石１３の位置が、電流パルスと検出された超音波パルスとの間の時間遅延から推測され得る。

ここで説明した種類の磁歪式センサは、例えばMTS Sensor Technologie GmbH & Co. KG（ドイツ）によって商標名Temposonics （商標）で提供される。

特に各測定ロッド６は、ただ１つのレール本体にわたって延存する。しかしながら、多数のレール本体にわたって延存する測定ロッド６を使用することも考えられる。異なる長さの測定ロッドを組み合わせることも考えられる。

レールの長手方向に沿って相前後して続くこれらの測定ロッドは、重なることなしに相前後して（すなわち、レールの長手方向に対して横にオフセットすることなしに）配置されていて、１つの測定路を形成する。これらの測定ロッド６の重ならないこの配置は、これらの測定ロッド６をレール本体２内に完全に組み込むことを可能にする。しかしこのレール本体２は、区域２０をレール本体２間に存在させる。目印磁石１３が、これらの区域２０内で検出され得ない。しかしながら、相前後して配置された１つの測定ロッド６当たり２つの目印磁石１３が、各車両１１に対して設けられているので、つまり区域２０の長さより大きい相対間隔で設けられているので、車両が、２つのレール本体２間の領域内に存在する時でも、この車両は、少なくとも１つの測定ロッド１７及び測定制御部１７から検出され得る。

好適な構成では、測定が、例えば車両の進行方向の前方の目印磁石の位置で常に実施される。つまり、進行方向の前方の測定ロッドの端部に対する前方の目印磁石の距離が、プリセットされている閾値未満になるまで、測定が、例えば車両の進行方向の前方の目印磁石の位置で常に実施される。この閾値を下回った場合、前方の目印磁石が、進行方向のその次の測定ロッド６の測定範囲に到達するまで、測定は、進行方向の後方の目印磁石によって実施される。次いで位置の測定が、その次の測定ロッドと前方の目印磁石とによって実施される。

一般的に言えることは、目印磁石１３が、測定ロッドのうちの１つの測定ロッドのプリセットされている測定範囲内に存在する時だけ、この目印磁石１３が、測定に対して使用される。目印磁石１３が、測定ロッドのうちの１つの測定ロッドのプリセットされている測定範囲内に存在しない場合、それぞれの目印磁石１３の前方又は後方に車両に対して配置された第２目印磁石が、測定に使用される。相前後して存在する両目印磁石が、測定ロッドのうちの１つ（又は２つの異なる）測定ロッドの測定範囲内に存在する場合、これらの目印磁石のうちの双方又は１つの目印磁石だけが、測定に使用され得る。既に説明したように、目印磁石１３が、各車両の両側に配置されている。しかしながら一般的には、ただ１つの測定ロッドが、レール本体２内に組み込まれている。その結果、４つの目印磁石のうちの２つの目印磁石だけが利用される。しかしながらこれらの予備の２つの目印磁石には、車両が線路に対して可能な両方向に設定され得るという利点がある。さらにこれらの予備の目印磁石は、以下で説明するように転轍器にある時でも車両のより確実な位置検出を可能にする。

転轍器２ａが、図６中に示されている。この転轍器２ａは、第１端部２２，第２端部２３ａ及び第３端部２３ｂを有する。この場合、第１端部２２は、第２端部２３ａ又は第３端部２３ｂに選択的に連結され得る。横側の制御磁石２４，２５は、車両を一方の方向又は別の方向に向けるために使用される。これらの制御磁石２４，２５は、車両のガイド磁石１４と相互作用する。

破線で示されているように、２つの測定ロッド６が、転轍器内に組み込まれている。これらの測定ロッド６の各々が、転轍器の外縁部２６，２７に対して平行にかつ外縁部の近くに沿って延存する。すなわちこれらの測定ロッド６は、外縁部に沿って配置されている。これらの測定ロッドは、駆動装置の固定部品（コイル８）の外側の横に配置されている。これらの測定ロッド６のうちの少なくとも１つの測定ロッドが湾曲して延存する。

車両がどの区間を採るかに関係なく、この配置は、転轍器２ａの領域内の車両の位置を絶え間なく追跡することを可能にする。どんな場合でも、目印磁石のうちの１つの目印磁石が、１つの測定ロッド６の領域内に常に存在する。

上述した構成では、測定ロッド６は、ガイドバー４のＵ形溝の内側に配置されている。このことには、測定ロッド６が駆動部の磁場からより良好に遮蔽されているという利点がある。既に説明したように及び図５から分かるように、ガイド磁石１４は、測定ロッドに沿ってＵ形溝の脚部の端部の上に配置されている。この場合、ガイド磁石１４の磁場曲線が、溝内で束ねられる。それ故に、測定ロッド内の磁場が非常に小さい。これに対して、図４から分かるように、目印磁石１３は、測定ロッド６に対して放射状に配置されている。その結果、磁場曲線が、測定ロッド中に入る。このことは、上述した超音波パルスの生成を招く。したがって、目印磁石１３とガイド磁石１４との配置が異なるために、ガイド磁石１４は、目印磁石１３よりも遥かに小さい信号を生成する。

測定ロッド６は、ガイドバー４に並べてこれらのガイドバー４に沿って配置してもよい。この場合、ガイドバー４は、コイル８と測定ロッド６との間に有利に配置される。その結果、測定ロッド６が、コイル８の磁場から可能な限り遮蔽されている。測定ロッド６をガイドバー４からより遠ざけた配置も考えられる。特に測定ロッドは、コイル８の領域内に又はコイル８内に組み込んでもよい。このことは、図７中に示されている。この場合、測定ロッド６は、コイル８のプレートコア８ａの凹部内に配置されている。特にこの構成では、測定ロッドは、Ｕ形溝４ａ内にも配置される。その結果、有害な磁場が遮蔽される。

この出願中の本発明の好適な構成を説明した一方で、当然に本発明は、これらの構成に限定されず、特許請求の範囲内の別の方法でも実施され得る。

本発明の輸送設備の側面図である。 上から見た図１の輸送設備の図である。 線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 図３の詳細を示す。 図２の線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。 上から見た転轍器の図である。 レール本体の別の構成の断面図である。

符号の説明

１ 線路
２ レール本体
２ａ 転轍器
３ 基礎本体
４ ガイドバー
５ 磁歪式センサ
６ 測定ロッド
７ 測定ヘッド
８ コイル
９ 鋼板
１１ 車両
１２ 車輪
１３ 目印磁石
１４ ガイド磁石
１５ 駆動磁石
１７ 測定制御部
２０ 区域
２２ 端部
２３ 端部
２４ 制御磁石
２５ 制御磁石
２６ 外縁部
２７ 外縁部

Claims (20)

1. 相前後して配置された車両の位置を測定する多数の磁歪式センサ（５）を有する線路にあって、この場合、経時遅延から車両に配置された目印磁石（１３）の位置を検出するため、各センサ（５）は、線路に沿った１つの測定ロッド（６）及び１つの測定ヘッド（７）を有し、この場合、測定ロッド（６）は、線路に沿って延存する少なくとも１つの測定路を形成する線路において、この測定路は、相前後して重なって配置された複数の測定ロッド（６）から構成されることを特徴とする線路。
2. １つの測定ロッド（６）からその次の測定ロッド（６）への移行時に、目印磁石（１３）のうちの少なくとも１つの目印磁石が、測定ロッド（６）のうちの少なくとも１つの測定ロッドに常に作用連結することを利用して、相前後して配置された少なくとも２つの目印磁石（１３）を有する車両の位置を算出するため、線路は、測定制御部（１７）を有する請求項１に記載の線路。
3. 少なくとも１つの測定ロッド（６）が、各レール本体内に配置されている相前後して配置された多数のレール本体（２）を有する請求項１又は２に記載の線路。
4. 測定ロッド（６）の少なくとも１部が、１本のレール本体（２）だけにわたって精確に延存するか、又は、測定ロッド（６）の少なくとも一部が、多数のレール本体（２）の各々にわたって延存する請求項３に記載の線路。
5. 線路は、車両を磁気誘導する少なくとも１つの磁化可能なガイドバー（４）を有し、この場合、測定ロッド（６）は、ガイドバー（４）に沿って配置されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の線路。
6. ガイドバー（４）は、Ｕ形溝を有し、この場合、測定ロッド（６）は、このＵ形溝内に配置されている請求項５に記載の線路。
7. コイル（８）が、直線駆動部の能動素子として線路内に配置されていて、この場合、これらの測定ロッド（６）は、直線駆動部の能動素子の近く又は能動素子内に配置されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の線路。
8. 測定ロッド（６）は、磁化可能なＵ形溝（４，４ａ）内に配置されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の線路。
9. 線路用の、特に請求項１〜８のいずれか１項に記載の線路用の転轍器にあって、この場合、転轍器は、第１端部，第２端部及び第３端部（２２，２３ａ，２３ｂ）を有し、この場合、線路は、第１端部（２２）から第２端部と第３端部（２３ａ，２３ｂ）とに分岐する転轍器において、転轍器は、車両の位置を測定する磁歪式センサ（５）を有し、この場合、経時遅延から車両に配置された目印磁石 （１３）の位置を検出するため、各センサ（５）は、１つの測定ロッド（６）及び１つの測定ヘッド（７）を有し、この場合、各測定ロッド（６）は、第１端部から第２端部（２２，２３ａ）にかけて延存しかつ第１端部から第３端部（２２，２３ｂ）にかけて延存することを特徴とする転轍器。
10. 駆動装置の少なくとも一部（８）が、転轍器内に配置されていて、測定ロッド （６）が、駆動装置の一部（８）の外側の横に配置されている請求項９に記載の転轍器。
11. 測定ロッド（６）は、転轍器の外縁部（２６，２７）に沿って配置されている請求項９又は１０に記載の転轍器。
12. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の線路（１）及び少なくとも１つの軌条車両を有する輸送設備において、軌条車両（１１）は、センサ（５）に作用接続している少なくとも２つの目印磁石（１３）を有することを特徴とする輸送設備。
13. １つの測定ロッド（６）からその次の測定ロッド（６）への移行時に、目印磁石（１３）の少なくとも一部が、測定ロッド（６）の少なくとも１つの測定ロッドに常に作用接続しているように、目印磁石（１３）は、車両の進行方向に見て相前後して配置されている請求項１２に記載の輸送設備。
14. 転轍器（２ａ）の通過ごとに、目印磁石（１３）の少なくとも１つの目印磁石が、測定ロッド（６）の１つの測定ロッドに作用接続しているように、車両（１１）は、相前後して配置された少なくとも２つの目印磁石（１３）を有する請求項９〜１１のいずれか１項に記載の転轍器（２ａ）を有する請求項１２又は１３に記載の輸送設備。
15. 線路（１）は、少なくとも１つの磁化可能なガイドバー（４）、特に２つの平行な磁気ガイドバーを有し、この場合、測定ロッド（６）は、このガイドバー（４）又はこれらのガイドバーに沿って配置されていて、この場合、ガイド磁石（１４）が、車両（１１）に対して配置されていて、これらのガイド磁石（１４）は、車両（１１）を線路（１）に沿って誘導するガイドバー（４）に磁気的に連動する請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の輸送設備。
16. ガイド磁石（１４）は、目印磁石（１４）と異なる分極方向を有し、特にこの場合、これらのガイド磁石（１４）は、測定ロッド（６）にほぼ接して分極していて、目印磁石（１３）は、特にほぼ放射状に分極している請求項１５に記載の輸送設備。
17. ガイド磁石（１４）及び目印磁石（１３）は、一列又は二列に相前後して配置されている請求項１５又は１６に記載の輸送設備。
18. 車両の駆動用のコイル（８）が、線路（１）内に配置されていて、これらのコイル（８）は、車両（１１）に配置された少なくとも１つの駆動磁石（１５）と相互作用し、この場合、制御部（１７）が設けられていて、この制御部（１７）は、制御回路内で磁歪式センサ（５）によって車両の位置を制御値として算出し、これらのコイル（８）に流れる電流を校正値として制御する請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の輸送設備。
19. 輸送設備は、線路（１）及び少なくとも１つの軌条車両（１１）を有し、この場合、線路（１）は、車両の位置を測定する相前後して配置された多数の磁歪式センサ（５）を有し、この場合、経時遅延から車両に配置された目印磁石（１３）の位置を検出するため、各センサ（５）は、１つの測定ロッド（６）を線路に沿って有する輸送設備、特に請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の輸送設備上の軌条車両の位置を測定する方法において、軌条車両（１１）は、センサ（５）に作用接続していて進行方向に沿って相前後して配置された少なくとも２つの目印磁石（１３）を有し、この場合、目印磁石（１３）のうちの第１目印磁石（１３）だけが、センサ（５）の所定の測定範囲内に存在し、この第１目印磁石は、軌条車両の位置を算定するために使用される時に、及び、
    両目印磁石（１３）が、センサ（５）の所定の測定範囲内に存在し、両目印磁石の一方の目印磁石又はこれらの両目印磁石が、軌条車両の位置を算定するために使用される時に、これらの目印磁石（１３）の位置が、これらのセンサによって測定され得ることを特徴とする方法。
20. 進行方向のセンサの前方の端部から軌条車両の進行方向の前方の目印磁石（１３）までの距離が、所定の閾値を超えている間は、この目印磁石（１３）が、この軌条差車両の位置を算定するために使用され、
    前方の目印磁石（１３）が、進行方向のその次のセンサの測定範囲内に入るまで、この軌条車両の進行方向の後方の目印磁石（１３）が、この軌条車両の位置を算定するために使用される請求項１９に記載の方法。

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