JP3170685B2 - 走行装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ この発明は、走行装置に係り、例えば軌道上を走行駆
動輪によって走行する走行装置に関する。

［従来の技術］ 例えば、車両のエンジン等の組立ラインでは、エンジ
ンの部品を自動的に所定の位置へ搬送する搬送設備が設
けられている。この搬送設備は、例えば配置スペースの
確保が容易であり、しかも作業性が良い等の理由から、
モノレールに登坂部や降坂部を設けて、三次元空間を有
効に利用した設備がある。このものは、モノレール上を
モノレール走行装置が自動的に走行できるようにし、部
品等積荷を所定の場所へ搬送するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ この走行装置の走行及び積荷の昇降等の始動や停止時
の加減速の速度設定は、通常最大負荷時に合わせている
ため、空荷の場合に必要以上の緩い加減速となってしま
い、動作時間の遅延を招く原因となっている。

このため、重量に合わせた加減速の速度設定が必要と
なり、例えば外部より積荷の重量又は最適各減速値を指
示し、また本体に積荷の重量を検出する手段を付加し、
その値より自動的に最適加減速値を設定する方法があ
る。

一般には、後者のほうが積荷に応じて、自動的に最適
加減速値を設定することができ好ましいが、積荷の重量
を検出する手段を追加する必要があり、その分コストが
嵩むと共に、重量が増加し、さらに配置スペースの確保
が困難になる場合がある。

そこで、種々研究、開発の結果、例えば走行装置の走
行及び積荷の昇降等の駆動源に、ダイレクトドライブモ
ータを用いると、このダイレクトドライブモータは第６
図に示すように、相電流値と出力トルクとが完全な正の
相関になっており、この相電流値を監視することによ
り、例えば積荷の重量を検知することができることを見
い出した。

この発明は、かかる実状に鑑みなされたもので、専用
の重量検出手段を必要とせずに、駆動源であるダイレク
トドライブモータから得られる相電流値に基づき積荷の
有無を判別し、積荷の有無に応じた走行速度制御と昇降
速度制御を行なうことができる走行装置を提供すること
を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この
発明は、以下のように構成した。

請求項１記載の発明は、『積荷の昇降を行なう昇降機
構を装備し、軌道上を走行駆動輪によって走行する走行
装置において、ダイレクトドライブモータの動力を、前
記走行駆動輪または前記昇降機構に選択的に係合離脱す
るクラッチ手段と、前記ダイレクトドライブモータを駆
動する駆動回路と、ダイレクトドライブモータの相電流
値を検出する電流値検出回路と、前記相電流値に応じて
走行装置の走行速度制御と昇降機構の昇降速度制御とを
行う制御回路とを備え、 積荷が無い場合の相電流値と積荷がある場合の相電流
値の差異から積荷が無い場合と積荷がある場合とを判別
し、走行装置の発進時あるいは昇降機構の昇降開始時に
おいて、積荷が無い場合は急激に加速し、積荷がある場
合は積荷が無い場合に比べてゆっくり加速する制御を行
い、一方走行装置の停止時あるいは昇降機構の昇降停止
時において、積荷が無い場合は急激に減速し、積荷があ
る場合は積荷が無い場合に比べてゆっくり減速する制御
を行うことを特徴とする走行装置。』である。

この請求項１記載の発明によれば、積荷が無い場合の
相電流値と積荷がある場合の相電流値の差異から積荷が
無い場合と積荷がある場合とを判別し、走行装置の発進
時あるいは昇降機構の昇降開始時において、積荷が無い
場合は急激に加速し、積荷がある場合は積荷が無い場合
に比べてゆっくり加速する制御を行い、一方走行装置の
停止時あるいは昇降機構の昇降停止時において、積荷が
無い場合は急激に減速し、積荷がある場合は積荷が無い
場合に比べてゆっくり減速する制御を行うから、専用の
重量検出手段を必要とせずに、駆動源であるダイレクト
ドライブモータから得られる相電流値に基づき積荷の有
無を判別し、積荷の有無に応じた走行速度制御と昇降速
度制御を行なうことができ、装置の構成を簡略化し、コ
スト削減、軽量化が可能である。

［発明の実施の形態］ 次に、この発明の走行装置の一実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、この実施例は登坂部や降
坂部を有するモノレールを走行するモノレール走行装置
に適用された走行装置である。

第１図はモノレール走行装置の自動速度設定装置の回
路図である。

図において、符号１はダイレクトドライブモータ、２
はエンコーダ、３は駆動回路、４は電流値検出回路、５
は制御回路である。

ダイレクトドライブモータ１は、例えばモノレール上
を走行するモノレール走行装置の走行用駆動源として、
また積荷を昇降する昇降用駆動源等として用いられる。
このダイレクトドライブモータ１は第６図に示すよう
に、相電流値と出力トルクとが完全な正の相関となるト
ルク・電流特性を有している。

エンコーダ２はダイレクトドライブモータ１に備えら
れ、ダイレクトドライブモータ１の出力軸の回転から、
例えば走行又は昇降の速度情報及び位置情報を得る手段
として機能する。

駆動回路３は、エンコーダ受信回路６、比較器７、速
度制御回路８、電流制御回路９及びパワーアンプ10から
構成されている。入力電源からの電力をパワーアンプ10
により大きくしてダイレクトドライブモータ１を駆動す
る。

エンコーダ受信回路６はエンコーダ２から実際の速度
と位置に関する信号を受信してダイレクトドライブモー
タ１の実際の速度信号を比較器７へ送出する。また、エ
ンコーダ受信回路６はダイレクトドライブモータ１の回
転による位置を示す位置信号を制御回路５へ送出する。

制御回路５は、エンコーダ受信回路６から得られる位
置情報から所定の停止位置からダイレクトドライブモー
タ１を加速して駆動する速度指令を出力し、その後定常
の速度指令を出力し、所定の停止位置に停止するために
所定の位置に到達するとダイレクトドライブモータ１を
減速する速度指令を出力し、停止させる制御を行なう。

比較器７はエンコーダ受信回路６からの実際の速度情
報と、制御回路５からの目標とする速度指令情報とを比
較し、速度制御回路８ではこの比較値に基づいて制御回
路５から指令される目標の速度になるように電流制御回
路９を制御する。電流制御回路９では、減速制御回路８
からの指令電流値に基づき、入力電源から供給されるダ
イレクトドライブモータ１の各層の相電流を制御し、こ
の相電流をパワーアンプ10で増幅して、ダイレクトドラ
イブモータ１の速度制御を行なう。

電流値検出回路４は電流制御回路９を介してダイレク
トドライブモータ１の相電流値を監視しており、この相
電流値は第６図に示すように、ダイレクトドライブモー
タ１の出力トルクと完全な正の相関となっており、出力
トルクに応じた相電流値を制御回路５へ送出する。

制御回路５では、電流値検出回路４からのダイレクト
ドライブモータ１の負荷に応じた相電流値から積荷が無
い場合と積荷がある場合とを判別し、走行装置の発進時
あるいは昇降機構の昇降開始時において、積荷が無い場
合は急激に加速し、積荷がある場合は積荷が無い場合に
比べてゆっくり加速する制御を行い、一方走行装置の停
止時あるいは昇降機構の昇降停止時において、積荷が無
い場合は急激に減速し、積荷がある場合は積荷が無い場
合に比べてゆっくり減速する制御を行う。

即ち、走行装置の発進時あるいは昇降機構の昇降開始
時において、積荷がない場合ではダイレクトドライブモ
ータ１の負荷が小さく、トルクが小さいため電流値検出
回路４からの相電流値が小さく、この小さい相電流値に
より制御回路５からの速度指令に基づき、第４図及び第
５図に示すように、短時間に一定の速度Ｖになるように
急激に加速する制御を行なう。

また、積荷を有する場合では、積荷がない場合より負
荷が大きく、トルクが大きいため電流値検出回路４から
の相電流値が大きく、この大きい相電流値により制御回
路５からの速度指令に基づき、第４図及び第５図に示す
ように、積荷がない場合より長時間で一定の速度Ｖにな
るように積荷が無い場合に比べてゆっくり加速する制御
を行なう。

このとき、ダイレクトドライブモータ１の出力軸の回
転をエンコーダ受信回路６により実際に検知し、速度信
号を比較器７へ送出し、比較器７ではエンコーダ受信回
路６からの速度情報と、制御回路５からの速度指令情報
とを比較し、制御回路５から指令される目標の速度にな
るように制御する。

一方走行装置の停止時あるいは昇降機構の昇降停止時
において、位置情報から所定の位置で減速制御を開始
し、また走行路の所定のアドレス位置で減速制御を開始
する。積荷がない場合ではダイレクトドライブモータ１
の負荷が小さく、トルクが小さいため電流値検出回路４
からの相電流値が小さく、この小さい相電流値により制
御回路５からの速度指令に基づき、第４図及び第５図に
示すように、短時間に停止するように急激に減速する制
御を行なう。

また、積荷を有する場合では、積荷がない場合より負
荷が大きく、トルクが大きいため電流値検出回路４から
の相電流値が大きく、この大きい相電流値により制御回
路５からの速度指令に基づき、第４図及び第５図に示す
ように、積荷がない場合より長時間で停止するように積
荷が無い場合に比べてゆっくり加速する制御を行ない所
定の位置に停止する。このとき、同様にダイレクトドラ
イブモータ１の出力軸の回転をエンコーダ受信回路６に
より実際に検知し、速度信号を比較器７へ送出し、比較
器７ではエンコーダ受信回路６からの速度情報と、制御
回路５からの速度指令情報とを比較し、制御回路５から
指令される目標の速度になるように制御する。

この自動速度設定装置を適用したモノレール走行装置
を第２図乃至第５図に基づいて説明する。

第２図はモノレール走行装置が積荷なしで昇降する
図、第３図はモノレール走行装置が積荷を有する状態で
昇降する図、第４図は時間と速度との関係を示す図、第
５図は距離と速度との関係を示す図である。

第２図及び第３図において、符号11はモノレールで、
このモノレール11上をモノレール走行装置Ａが自力で走
行するようになっており、例えばエンジン組立ラインの
図示しない天井に吊下げられ、例えば１階部分と中２階
部分との間に配置され、三次元空間を有効に利用して部
品等の積荷を搬送することができるようになっている。

このモノレール走行装置Ａは第１図に示す自動速度設
定装置が備えられており、ダイレクトドライブモータは
駆動輪12と、下部に設けた昇降機構13の共通の駆動源と
なっており、このダイレクトドライブモータは低速度回
転で高トルクが得られる。このモノレール走行装置Ａに
はモノレール11の坂を走行するとき反力で、駆動輪12を
モノレール11の走行面に押圧する坂走行機構Ｂが備えら
れ、その坂走行機構Ｂはモノレール11の坂の勾配に応じ
て得られる反力で、駆動輪12をモノレール11の走行面に
押圧するようになっている。このようにして、駆動輪12
はモノレール11への圧接力を増強し、モノレール11の登
坂部や降坂部を、自力で走行することができる（詳しく
は、特願昭63−199721号を参照することができる）。

前記昇降機構13には図示しない昇降クラッチ昇降ブレ
ーキが設けられ、一対のドラム14を回転するようになっ
ている。このドラム14にはそれぞれベルト15が巻かれて
おり、このベルト15でハンドリング機構16が昇降する。
ハンドリング機構16はハンド部材17が互いに近接する方
向へ移動して積荷18を把持し、また互いに離れる方向へ
移動して、積荷18の把持を解除するようになっている。

次に、この作動について説明する。

昇降時 停止位置で、積荷18の昇降を行なう場合には、走行ブ
レーキが作動して制動し、走行クラッチが開放して、駆
動輪側への動力の伝達が遮断されている。この状態で、
昇降ブレーキを解除して、昇降クラッチを作動して、ダ
イレクトドライブモータ１の動力でドラム14を回転し、
ベルト15が巻かれたり、或いは巻き解かれたりして、ハ
ンドリング機構16が上下動して所定の位置に移動させ
る。このようにして、ハンドリング機構16が所定の位置
に達すると、ハンド部材17が互いに近接する方向へ移動
して積荷を把持し、また互いに離れる方向へ移動して把
持を解除する。

この昇降機構13は第２図に示すように、積荷を有しな
い場合には、ダイレクトドライブモータ１のトルク値が
小さく、これに比例して相電流値が小さい。

このため、制御回路５では位置情報に基づき、発進時
にはダイレクトドライブモータ１が急速に加速する速度
指令を出力し、第４図の速度と時間の関係に示すよう
に、短時間T1で所定の設定速度Ｖになる。また、第５図
に示すように位置情報に基づき所定の位置D2で停止制御
が行なわれ、この場合は急減速する速度指令を時間T2で
出力して停止する。

これは第５図の速度と距離との関係に示すように、距
離D1で所定の速度Ｖになり、距離D2で急速に減速して停
止する。従って、積荷がない場合には短時間に昇降する
ことができる。

これに対して、第３図に示すように、昇降機構Ｂが積
荷を有する状態で作動する場合には、ダイレクトドライ
ブモータ１のトルク値が大きく、相電流値が、これに比
例して大きい。このため、ダイレクトドライブモータ１
の始動時の加速がゆるやかに行なわれ、第４図に示すよ
うに時間T3で所定の速度Ｖになり、そして時間T4経過す
ると、ゆっくり減速して停止する。

これは第５図に示すように、距離D3で所定の速度Ｖに
なり、距離D4でゆっくり減速して停止する。従って、積
荷がある場合には時間がかかるが安定した昇降作動が行
なわれる。

走行時 走行するときには、走行ブレーキの作動を解除し、走
行クラッチを接続してダイレクトドライブモータ１の駆
動で走行し、このとき昇降機構13は昇降ブレーキが作動
し、昇降クラッチが開放されている。

このとき、積荷を有しない場合にはダイレクトドライ
ブモータ１のトルク値が小さく、これに比例して相電流
値が小さい。このため、発進時にダイレクトドライブモ
ータ１が急速に加速制御され、短時間に所定の走行速度
になり、モノレールに設けられたアドレス位置で急速に
減速して停止プレートの位置で停止する。

これに対して、積荷を有する場合には、ダイレクトド
ライブモータ１のトルク値が大きく、相電流値がこれに
比例して大きい。このため、発進時にはダイレクトドラ
イブモータ１の加速がゆっく行なわれ、所定の速度に達
し、アドレス位置で減速が行なわれ、この減速はゆっく
り行なわれ停止するため、安定した走行が行なわれる。

また、モノレール走行装置Ａが駆動輪12の摩擦力で、
モノレール11の平坦な路面を走行する場合には前記した
積荷を有しない場合と同様な速度制御が行なわれ、モノ
レール11の登坂部や降坂部を走行する場合には積荷を有
する場合と同様な速度制御が行なわれる。

［発明の効果］ 前記したように、請求項１記載の発明では、ダイレク
トドライブモータの積荷が無い場合の相電流値と積荷が
ある場合の相電流値の差異から積荷が無い場合と積荷が
ある場合とを判別し、走行装置の発進時あるいは昇降機
構の昇降開始時において、積荷が無い場合は急激に加速
し、積荷がある場合は積荷が無い場合に比べてゆっくり
加速する制御を行い、一方走行装置の停止時あるいは昇
降機構の昇降停止時において、積荷が無い場合は急激に
減速し、積荷がある場合は積荷が無い場合に比べてゆっ
くり減速する制御を行うから、専用の重量検出手段を必
要とせずに、駆動源であるダイレクトドライブモータか
ら得られる相電流値に基づき積荷の有無を判別し、積荷
の有無に応じた走行速度制御と昇降速度制御を行なうこ
とができ、装置の構成を簡略化し、コスト削減、軽量化
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はモノレール走行装置の自動速度設定装置の回路
図、第２図はモノレール走行装置が積荷なしで昇降する
図、第３図はモノレール走行装置が積荷を有する状態で
昇降する図、第４図は時間と速度との関係を示す図、第
５図は距離と速度との関係を示す図、第６図はダイレク
トドライブモータのトルク・電流特性を示す図である。 図中符号１はダイレクトドライブモータ、２はエンコー
ダ、３は駆動回路、４は電流値検出回路、５は制御回路
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 浩志 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動 機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−16588（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−107655（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−213490（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−50595（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】積荷の昇降を行なう昇降機構を装備し、軌
   道上を走行駆動輪によって走行する走行装置において、
   ダイレクトドライブモータの動力を、前記走行駆動輪ま
   たは前記昇降機構に選択的に係合離脱するクラッチ手段
   と、前記ダイレクトドライブモータを駆動する駆動回路
   と、ダイレクトドライブモータの相電流値を検出する電
   流値検出回路と、前記相電流値に応じて走行装置の走行
   速度制御と昇降機構の昇降速度制御とを行う制御回路と
   を備え、 積荷が無い場合の相電流値と積荷がある場合の相電流値
   の差異から積荷が無い場合と積荷がある場合とを判別
   し、走行装置の発進時あるいは昇降機構の昇降開始時に
   おいて、積荷が無い場合は急激に加速し、積荷がある場
   合は積荷が無い場合に比べてゆっくり加速する制御を行
   い、一方走行装置の停止時あるいは昇降機構の昇降停止
   時において、積荷が無い場合は急激に減速し、積荷があ
   る場合は積荷が無い場合に比べてゆっくり減速する制御
   を行うことを特徴とする走行装置。