JP2728501B2 - リニアモータを用いた搬送方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、リニアモータを用いて被搬送物を搬送する
搬送方法およびその装置に関するものである。

（従来の技術） 最近、生産工場の生産ラインでは、被搬送物を速やか
にかつ静かに搬送することが生産の効率アップ化を図っ
たり、あるいは作業環境を良くする観点等から望まれて
おり、このような搬送装置として、例えば特開昭63−61
689号公報に開示されているように、リニアモータコイ
ルとリアクション部材とからなるリニアモータを用いた
ものが知られている。このリニアモータを用いた搬送装
置は、第８図に示すように、リニアモータａを構成する
リニアモータコイルb,b,…およびリアクション部材ｃの
うちの一方（図ではリニアモータコイルb,b,…）を固定
子として複数のローラd,d,…からなるローラコンベアｅ
に沿って配置するとともに、他方（図ではリアクション
部材ｃ）を可動子として被搬送物たるパレットｆに取付
部材ｇを介して取り付け、このリニアモータコイルb,b,
…とリアクション部材ｃとの間の電磁作用によって可動
子（リアクション部材ｃ）に生ずる推力Ｆにより、該可
動子（リアクション部材ｃ）を介して上記パレットｆお
よびその上に載置されたものを搬送するように構成され
ている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記リニアモータａは、回転型モータに比
べて始動トルク（つまり始動時の推力Ｆ）が大きいとい
う特性を有するが、被搬送物を搬送する際に所定の搬送
速度から減速して被搬送物を停止させるときにも搬送速
度を増速するときと同じだけ時間がかかるため、搬送距
離が短い場合には最高搬送速度を余り大きくすることが
できず、搬送時間の短縮化を充分に図り得ないというの
が現状である。また、リニアモータａは、搬送速度の減
速時にも増速時と同じだけの電力を消費するので、電力
消費量が非常に大きくなるという問題もある。

ここで、特開昭61−24664号公報には、リニアモータ
を用いて被搬送物たるパレットを搬送するとき該パレッ
トを所定位置に停止させるために、リニアモータの作用
によりパレットを充分に減速させた後、該パレットを機
械式バッファに衝突させて停止することが開示されてい
る。この機械式バッファとの衝突によるパレットの停止
方法は、パレットの速度が零近くまで減速した後では問
題はないが、減速が充分になされる前に行うとパレット
上に載置されたものが飛び出すなどの危険がある。

本発明はかかる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、リニアモータを用いて被搬送物を
搬送するに当り、特に、その搬送速度の減速時にリニア
モータとメカニカルブレーキ手段とを適宜併用し、減速
に要する時間ひいては搬送時間を短縮するとともに、電
力消費量の減少を図り得るようにするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、請求項（１）記載の本発明
の解決手段は、リニアモータを用いて被搬送物を相隣る
作業ステーション間を一定時間内で搬送する搬送方法と
して、上記被搬送物の搬送速度を減速する際所定の搬送
速度または上記相隣る作業ステーション間の所定位置ま
では少なくともメカニカルブレーキ手段を用いて減速
し、所定の搬送速度または相隣る作業ステーション間の
所定位置から停止まではリニアモータのみにより減速す
る構成とするものである。

また、請求項（２）記載の本発明の解決手段は、この
搬送方法を実施するための搬送装置として、上記被搬送
物の搬送速度を検出する速度検出手段と、上記被搬送物
の搬送速度を減速するメカニカルブレーキ手段と、上記
速度検出手段からの信号を受け、被搬送物の搬送速度を
減速する際所定の搬送速度または上記相隣る作業ステー
ション間の所定位置までは少なくとも上記メカニカルブ
レーキ手段を作動せしめて減速し、所定の搬送速度また
は相隣る作業ステーション間の所定位置から停止までは
リニアモータのみにより減速するように制御する速度制
御手段とを備える構成とするものである。

（作用） 上記の構成により、請求項（１）記載の本発明方法で
は、被搬送物の搬送速度を減速する際、所定の搬送速度
または相隣る作業ステーション間の所定位置まではメカ
ニカルブレーキ手段を用いて短時間でもって急減速し、
これにより、減速停止に要する時間を大幅に短縮するこ
とができるとともに、電力消費量を低減することができ
る。また、所定の搬送速度または相隣る作業ステーショ
ン間の所定位置から停止まではリニアモータのみにより
減速するので、被搬送物を所定位置に確実に停止させる
ことができる。

さらに、請求項（２）記載の本発明装置では、速度制
御手段により被搬送物の搬送速度を常時検出し、該検出
手段からの信号を受ける速度制御手段によって、被搬送
物の搬送速度を減速する際所定の搬送速度または上記相
隣る作業ステーション間の所定位置までは少なくともメ
カニカルブレーキ手段を作動せしめて減速し、所定の搬
送速度または相隣る作業ステーション間の所定位置から
停止まではリニアモータのみにより減速するように制御
されるので、搬送方法の実施が所定通りに確実に行われ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づい説明する。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例としてリニア
モータを用いた搬送装置Ａを車両組立ラインに適用した
場合を示し、この搬送装置Ａは、被搬送物としてのパレ
ットＰを、その上にボディＢを載置した状態で相隣る作
業ステーション間を一定時間内で搬送するものである。
上記パレットＰは、搬送ライン両側の支持部材1,1に回
動可能に取り付けられた多数のローラ2,2,…からなるロ
ーラコンベア３により支持され、該ローラコンベア３上
を摺動しながら搬送されるようになっている。

上記両支持部材1,1の内側には、例えば櫛歯状の鉄芯
に励起コイルを巻回してなる固定子としての多数のリニ
アモータコイル10,10…からなる２つの固定子列11,11が
並設されている。上記各固定子列11の両側には、搬送方
向に延びる２条のガイドレール12,12が配置され、後述
するリアクション部材14を上記各固定子列11に沿ってガ
イドするようになっている。

また、上記各固定子列11両側のガイドレール12,12に
は、第１プレート13が移動可能に係合せしめられて配置
され、該第１プレート13の下面には、例えば鉄とアルミ
ニウムをプレート状に積層してなる可動子としてのリア
クション部材14が一体的に取り付けられている。また、
上記第１プレート13の上面には、上方に延びる第２プレ
ート15が一体的に取り付けられ、該第２プレート15に
は、搬送方向下流側（第１図の左側）に延びるピストン
ロッド16aを有する前後シリンダ16が配置され、該前後
シリンダ16のピストンロッド16a先端には筒部材17が連
結されている。該筒部材17は、上記第２プレート15に支
軸18回りに回動可能に支持され、かつ筒部材17の内部に
は、上記パレットＰの裏面に設けられた係合突起部材19
に係合可能な係合ブロック20を先端に有するロッド21の
基端部が嵌挿支持されており、該ロッド21にはコイルス
プリング22が外嵌されている。そして、上記各固定子列
11に設けられたリアクション部材14は、各固定子列11の
各リニアモータコイル10との間の電磁作用によって生ぜ
しめられた推力により、上記各固定子列11に沿って搬送
方向下流側に移動させられ、これにより、上記パレット
Ｐを上記係合突起部材19に係合ブロック20を係合させた
状態でパレットＰ上のホディＢを相隣る作業ステーショ
ン間を一定時間内で順送りに搬送するようになってい
る。よって、上記リニアモータコイル10とリアクション
部材14とでリニアモータ23が構成されている。

ここで、上述の如くして被搬送物たるパレットＰを下
流側の作業ステーションに搬送した後は、上記前後シリ
ンダ16の伸張作動によってロッド21を支軸18回りに第１
図時計方向に回動させることにより、上記係合突起部材
19に対する係合ブロック20の係合状態を解除して斜め下
方に退避させ、この状態で、下流側の作業ステーション
に前進移動しているリアクション部材14を上流側の作業
ステーションへ後退移動させるようになっている。ま
た、上記パレットＰがリニアモータ23の作動によりロー
ラコンベア３の各ローラ２を乗り移るときなどに上下方
向の変動が生ずるが、この変動は上記ロッド21に外嵌さ
れたコイルスプリング22によって吸収され、これにより
上記リアクション部材14に上下方向の変動が生じないよ
うになっている。

さらに、24は上記パレットＰの搬送速度を減速するメ
カニカルブレーキ手段であって、該メカニカルブレーキ
手段24は、フロアの載置台25上にピストンロッド26a先
端を搬送方向下流側に向けて配置された油圧シリンダ26
と、一端（下端）が上記載置台25に回転自在に連結され
た第１リンク部材27と、該第１リンク部材27とＸリンク
を構成するよう中央部同士が連結され、一端（下端）が
上記載置台25上に搬送方向に摺動可能に設けられかつ上
記油圧シリンダ26のピストンロッド26a先端と連結され
た第２リンク部材28と、上記両リンク部材27,28の他端
部（上端部）に載置支持されたパッド部材29とを備え、
上記パッド部材29を油圧シリンダ26の伸長作動によりリ
ンク部材27,28を介して上昇させ、パレットＰの下面に
設けられた当接部材30に押し当てることによりブレーキ
機能を発揮する構成になっている。上記当接部材30はパ
レットＰの長手方向（搬送方向）の略全長に亘って設け
られている。

第５図は上記リニアモータ23を制御する制御部のブロ
ック構成を示す。同図中、31はパレットＰの搬送時にお
ける搬送速度を検出するエンコーダよりなる速度検出手
段としての速度センサであって、該速度センサ31の検出
信号はコントローラ32に入力されている。該コントロー
ラ32は、リニアモータ23の作動（詳しくは各リニアモー
タコイル10に対する通電切換え）を制御するとともに、
メカニカルブレーキ手段24の作動（詳しくは油圧シリン
ダ26に対する油圧の給排）を油圧制御回路33を介して制
御し、もってパレットＰの搬送ないし搬送速度を制御す
るようになっている。

次に、上記コントローラ32によるパレットＰの搬送速
度制御を、第６図および第７図を用いて説明する。第６
図は制御フローを示すフローチャート図であり、第７図
は搬送速度ｖと搬送時間ｔとの関係を示す図である。

第６図において、先ず、ステップS1でリニアモータ23
を加速作動させてパレットＰの搬送速度を加速しなが
ら、ステップS2で搬送時間ｔが所定時間taより小さいか
否か、つまり所定時間taに達したか否かを判定する。
尚、リニアモータ23の加速作動による搬送速度ｖの加速
度は、第７図からも判るように一定値であって、搬送速
度ｖが搬送時間ｔの経過に伴い一次関数的に増加するよ
うになっている。

そして、上記ステップS2での判定がNOのときつまり搬
送時間ｔが所定時間taをオーバーしたとき、ステップS3
でメカニカルブレーキ手段24をON作動させ、搬送速度ｖ
を減速する。次いで、ステップS4で搬送速度ｖが所定速
度vdにまで減速したか否かを判定し、その判定がYESの
所定速度vd以下になったとき、ステップS5でメカニカル
ブレーキ手段24を作動OFFとしてブレーキ作動を停止さ
せる。

続いて、ステップS6でリニアモータ23による減速のた
めの減速度設定値演算を行う。この演算は、具体的に
は、下記の（１），（２）式から各々残りの搬送距離dc
および搬送時間tcを求め、これを基に下記の（３）式か
ら減速度ａを求めるものである。

dc＝Ｄ−（da＋db） …（１） tc＝Ｔ−（ta＋tb） …（２） ａ＝2dc/tc² …（３） 但し、Ｄは相隣る作業ステーション間の距離（つまり
全搬送距離）、daは加速時中の搬送距離、dbはメカニカ
ルブレーキ手段24のON作動期間中の搬送距離である。搬
送距離da,dbは、第７図にも示すように、各々搬送時間t
a,tbにおいて搬送速度ｖを積分することにより求められ
る。Ｔは搬送のために予め設定された時間である。

しかる後、ステップS7でリニアモータ23を上述の演算
で求めた減速度ａに対応させるよう減速作動させ、搬送
速度ｖを更に減速する。このリニアモータ23の減速作動
は、搬送速度ｖを常時モニタし、その変動に対して加速
度成分または減速度成分を加算して補正するようになっ
ている。また、リニアモータ23の減速作動による搬送速
度ｖの減速度およびメカニカルブレーキ手段24の作動に
よる搬送速度ｖの減速度は、第７図からも判るように、
各々一定値で搬送時間ｔの経過に伴い搬送速度ｖが一次
関数的に減少するが、メカニカルブレーキ手段24の作動
よる搬送速度ｖの減速度はリニアモータ23の減速作動に
よる搬送速度の減速度よりも大きくなっている。

そして、パレットＰが下流側の作業ステーションの所
定位置に搬送されかつその搬送速度が零になったとき、
ステップS8でリニアモータ23の作動を停止させる。以上
によって、パレットＰを上流側の作業ステーションから
下流側の作業ステーションに搬送する際の搬送速度制御
が終了する。

したがって、上記実施例においては、パレットＰの搬
送速度ｖを減速する際、所定の搬送速度vdまではメカニ
カルブレーキ手段24により大きな減速度でもって減速す
るので、減速に要する時間を短縮することができ、搬送
の高速化および搬送時間の短縮化を図ることができる。
また、搬送時間Ｔを一定とした場合には、加速度を小さ
くすることができるので、電力消費量を低減することが
できる。

さらに、所定の搬送速度vdからパレットＰの停止まで
はリニアモータ23のみによって減速され、このリニアモ
ータ23による減速は、コントローラ32によって所定の停
止位置でパレットＰが停止するように加速・減速補正が
なされるので、パレットＰの停止位置精度を充分に高め
ることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
その他種々の変形例を包含するものである。例えば、上
記実施例では、本発明を、リニアモータコイル10を固定
子とし、リアクション部材14を可動子としてリニアモー
タ23を構成した場合に適用したが、これに限らず、例え
ばリニアモータコイル10を第１プレート13側に設けて可
動子となす一方、リアクション部材14を搬送ラインに沿
って配置して固定子となすことによりリニアモータ23を
構成する場合にも同様に適用することができる。

また、上記実施例では、被搬送物（パレット）Ｐの搬
送速度ｖを減速する際所定の搬送速度vdまではメカニカ
ルブレーキ手段24により減速し、所定の搬送速度vdから
停止まではリニアモータ23により減速するようにした
が、本発明では、搬送速度の代わりに相隣る作業ステー
ション間の所定位置でメカニカルブレーキ手段24とリニ
アモータ23とを使い分けて搬送速度ｖを減速するように
してもよい。すなわち、相隣る作業ステーション間の所
定位置まではメカニカルブレーキ手段24により減速し、
所定位置から停止まではリニアモータ23により減速す
る。また、実施例では、被搬送物Ｐの搬送速度ｖを減速
する際所定の搬送速度vdまではメカニカルブレーキ手段
24のみにより減速したが、減速度を更に大きくするため
にメカニカルブレーキ手段24とリニアモータ23の両方で
減速するようにしてもよい。

さらに、上記実施例では、搬送装置Ａを車両組立ライ
ンに適用した場合を示したが、これに限らず、他の被搬
送物を搬送する場合にも適用することができことは勿論
である。

（発明の効果） 以上の如く、請求項（１）記載の本発明のリニアモー
タを用いた搬送方法によれば、被搬送物の搬送速度を減
速する際、所定の搬送速度または相隣る作業ステーショ
ン間の所定位置まではメカニカルブレーキ手段を用いて
短時間でもって急減速し、所定の搬送速度または相隣る
作業ステーション間の所定位置から停止まではリニアモ
ータのみにより減速することによって、停止位置精度を
高めながら、減速停止に要する時間ひいては搬送時間を
大幅に短縮することができるとともに、電力消費量を低
減することができる。

また、請求項（２）記載の本発明の搬送装置によれ
ば、上述の搬送方法を所定通りに確実に実施することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の実施例を示すもので、第
１図は搬送装置の側面図、第２図は同平面図、第３図お
よび第４図はそれぞれ第１図のIII−III線およびIV−IV
線における断面図、第５図はリニアモータを制御する制
御部のブロック構成図、第６図は制御フローを示すフロ
ーチャート図、第７図は搬送速度ｖと搬送時間ｔとの関
係を示す図である。第８図は従来例を示す第１図相当図
である。 Ａ…搬送装置、Ｐ…パレット（被搬送物）、23…リニア
モータ、24…メカニカルブレーキ手段、31…速度センサ
（速度検出手段）、32…コントローラ（速度制御手
段）。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リニアモータを用いて被搬送物を相隣る作
   業ステーション間を一定時間内で搬送する搬送方法であ
   って、上記被搬送物の搬送速度を減速する際所定の搬送
   速度または上記相隣る作業ステーション間の所定位置ま
   では少なくともメカニカルブレーキ手段を用いて減速
   し、所定の搬送速度または相隣る作業ステーション間の
   所定位置から停止まではリニアモータのみにより減速す
   ることを特徴とするリニアモータを用いた搬送方法。
2. 【請求項２】リニアモータを用いて被搬送物を相隣る作
   業ステーション間を一定時間内で搬送する搬送装置であ
   って、上記被搬送物の搬送速度を検出する速度検出手段
   と、上記被搬送物の搬送速度を減速するメカニカルブレ
   ーキ手段と、上記速度検出手段からの信号を受け、被搬
   送物の搬送速度を減速する際所定の搬送速度または上記
   相隣る作業ステーション間の所定位置までは少なくとも
   上記メカニカルブレーキ手段を作動せしめて減速し、所
   定の搬送速度または相隣る作業ステーション間の所定位
   置から停止まではリニアモータのみにより減速するよう
   に制御する速度制御手段とを備えたことを特徴とするリ
   ニアモータを用いた搬送装置。