JPH03215160A - 垂直搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、大深度地下に設けられる設備と地上をつな
いで運送物を高速かつ大量に運送するだめの垂ＩＩＬ搬
送装置に関する． 〔従来の技術〕 大都市のような超密集地の諸問題を抜本的に解決するた
めの対策として大深度地下の利用が検討されている．数
十ｍの地下に設けられる地下鉄と地上との間を郵便物な
どの運送物を運送するためにロ；、高速かつ大量の運送
手段が必要になる．この運送手段は高度差が大きいので
、エレベータのような垂直搬送手段が適している． 垂直搬送装置として従来多く使用されているものにエレ
ベータがあり、また、立体駐車場で自動車を垂直搬送す
るために使用されているような巻き上げ方式のものがあ
る， エレベータは高度差が大きいものに対しては高速にする
ことが可能であるが、１つの装置に１台の搬送器しか設
けられないので、１つの装置当たりの搬送量は大きくは
ならない．したがって、大量輸送のためには実際に採用
されているように多数のエレベータを設ける必要がある
． 巻き上げ方式は立体駐車場のもので分かるように多数の
搬送器を設けることができるが、１台の搬送器で搬送物
の積み込み、槓み下ろしの度ごとに全部の搬送器が同時
に停止するので、走行停止が関繁になるために最高速度
を高くできないばかりでなく走行時間に対して停止時間
の割合が大きくなるので、平均走行速度は低くなり、結
局この方式の場合も１つの搬送装置当たりの搬送量は大
きくはてきない． 巻き上げ方式で、積み込み・積み下ろしの場合に走行装
置から搬送台車を外して他の搬送台車の走行を停止しな
い方式が考えられ、このような方式はローブウエーに採
用されている例がある。しかし、このような方式を垂直
搬送装置に採用すると、搬送台車を走行装置に取り外し
可能に取付ける構造が複雑になって実用するのは困難で
ある．このように、従来方式による垂直搬送装置では、
１つの装置当たりの搬送量を大きくすることができない
ために、大きな搬送量を必要とする場合には複数台を並
べて配置する必要がある。そのために、垂直搬送装置全
体が占める空間が大きくなって掘削体積が増大して搬送
装置を設置するための空間確保に多大の費用を必要とす
るばかりでなく、地上面積を大きく専有することになる
ために地価の高い土地を確保するに要する費用も増大す
るという問題がある． このような間旺を解決するために、リニアモータの推進
力を利用した方式がこの発明と同し出願人によって提案
されている．この方式は、高さの異なる場所間を垂直に
結ぶ垂直軌道を設け、この垂直軌道にリニアモー夕の一
次側を、搬送台車にリニアモー夕の二次側をそれぞれ設
け、垂直軌道に設けられる一次巻線は垂直方向に分割し
てそれぞれが独立して制御が可能の複数の電源に接続す
る構成とする．このような構成をとることによって１本
の垂直軌道に複数台の搬送台車を同時に使用することが
できることになり、リニアモータを使用するので、移動
速度を高くすることもできることから、垂直軌道１本当
たりの搬送量の大きい垂直搬送装置とすることができる
． ご発明が解決しようとするＩＩｎ！） 前述のように、リニアモータを利用した垂直搬送装置で
は、停電が生ずるとｔ源からの電流供給が停止するので
、リニアモータは推進力を発住しなくなり、搬送台車は
落下することになる．したがって、この方式では停電時
の落下防止装１が必須になる，落下防止装置としては機
械的ストフパ等が考えられるが、狭いトンネル内ではこ
のような機械的ストンパを取付けるのに余計な空間を必
要とすることになり、そのために建設コストが高くなる
という問題がある． この発明の目的は、停電が生じてもリニアモータ自身で
搬送台車の自重を支持することのできる垂直搬送装置を
提供することを目的とする．〔課題を解決するための手
段〕 上記課題を解決するためにこの発明によれば、垂直位置
の異なる少なくとも２つの水平面間を接続する垂直軌道
とこの垂直軌道に沿って走行する搬送車とからなる垂直
搬送装置において、前記搬送車に設けられた、走行方向
に所定の間隔で並んだ少なくとも９個の歯を備えた少な
くとも１つのコアと、前記搬送車の全走行範囲にわたっ
て前記垂直軌道に沿って並べて配置し、それぞれが前記
コアの歯と同じ間隔の２つの歯を持つコア及びこのコア
に鎖交するコ１゜ルからなりコイルに励磁電流が流れる
ことにより前記２つの歯にそれぞれ反刺方向に磁束が流
れるｉｔｌＭｉセクションと、補助電源としてのバ５・
テリーを内藏した直流電流を供給するＫｌ装置と、この
ｔｆ！！装置から直流電流を供給されて前記励磁セクシ
ョンごとに励磁電流を供給する互いに独立に制御可能で
前記励磁セクションをその配置の順にしたがって順次励
磁状態にする制御ユニットとからなり、前記励磁セクシ
ョンのコアの２つの歯が前記搬送車のコアの歯に所定の
間隔を隔てて対向し、この歯の前記搬送車のコアの歯に
対する相対位置が励磁セクションの配置の順に従って歯
の間隔の４分の１ずつ走行方向にずれており、前記励磁
セクションの並びの３つおきの励磁セクションがそのコ
イルが発生する起磁力と同量の起磁力を反対方向に発生
させる永久磁石を備えるものとする。

〔作用〕

この発明の構成において、走行方向に所定の間隔で並ん
だすくなくとも９個数の歯を備えたコアを搬送車に少な
くとも１つ設け、このコアに対向する位置に、それぞれ
が前記コアの歯と同し間隔の２つの歯を持つコア及びこ
のコアに鎖交するコイルからなりコイルに励磁電流が流
れることによりこの２つの歯にそれぞれ反対方向にｃ束
が流れる励磁セクションを、搬送車の全走行範囲にわた
って垂直軌道に沿って並べて配置し、更に、励磁セクシ
ョンのコアの歯を励磁セクシツンの配置の順に従って歯
の間隔の４分の１ずつ走行方向にずらして配置すること
により、励磁セクシツンを一次側のコアとコイル、搬送
車に設けたコアを二次側のコアとするリニアリラクタン
スモー夕を構成する．直流電流を供給する電源装置から
直流電流を供給されて励磁セクションごとに励磁電流を
供給する制御ユニットを設け、この制御ユニットは互い
に独立に制御可能で前記励磁セクシツンにその配置の順
にしたがって順次励磁状態にすることにより、リラクタ
ンスモータの原理に基づいて搬送車に上向きの推進力を
与えることができる．励磁セクションの並びの３つおき
の励磁セクシツンをそのコイルが発生する起磁力と同量
の起磁力を反対方向に発生する永久磁石を設けることに
より、停電で全ての励磁セクシツンのコイルのｔｉが０
になっても永久磁石の吸引力によって搬送車の落下を防
止することができる．その際、永久磁石を持った励磁セ
クションは推進力が慟位置にある必要があるので、電ｆ
ｉ装置にバッテリーを補助電源として内蔵しておき、停
電後その位置まではこの補助電源の電力で搬送車を移動
させる．〔實施例〕 以下この発明を実施例に基づいて説明する．第１図はこ
の発明の実施例を示す垂直搬送装置の斜視図である．こ
の図において、搬送車６は垂直軌道５をガイドにして走
行する貨物室６０とこの貨物室の両側に取付けたコア７
とからなっている．両側のコア７にそれぞれ対向して図
示しない支持方法で支持されている励磁セクション１，
２，３．４が設けてあり、これら励磁セクシ雪ン１．２
，３．４はこの図では両側にそれぞれ４個ずつ記載して
あるが、実響には搬送車６の全走行範囲にわたって図示
の４個のセクン！ンを１ｋｌとして同じ構成のものが垂
直方向に並べて配置してある．励磁セクション２は工の
字状のコア２１と励磁コイル２２とからなっており、動
碩コイル２２はコテ２１の形状を分かり易くするために
、図の手前便を切断して図示してある．励磁セクション
３．４　も励磁セクション２と同じ構成であり、左側と
右側の励磁セクションはそれぞれ対称である． 励磁セクション１は永久磁石１２の上と下にそれぞれ設
けた上コア１ｌと下コアｌ４及び永久磁石１２の図の上
下方向の起磁力を打ち消すための消磁コイル１３とから
なっている．励磁セクション２，３．４は励磁コイル２
２．３２．４２に電流が流れることによりコア２１，３
１．４１に磁束が発生する励磁状態になるのに対して、
励磁セクション１は消磁コイル１３に電流を流していな
い状態のときに永久磁石１２の起磁力によって磁束が発
生している励磁状態になっている．すなわち、励磁セク
ションｌは電流が流れないときが励磁状態であり、励磁
セクション２，３．４は逆に電流が流れているときが励
磁状態である．コア７には図示のように、歯７０ないし
７９の１０個の歯を一定間隔に設けてある．これらの歯
７１ないし７９の間隔をＤ１とし、その４分の１の寸法
をＤとすると、１ｌｉ磁セクシツン１の上コアと下コア
の歯１１１，１１２の間隔もこの間隔Ｄ，となっている
．同じようにして励磁セクション２のｉｌ２１１．２１
２の間隔、並びに励磁セクション３．４の歯３１１，３
１２、４１１，４１２もそれぞれ同じ間隔にしている．
励磁セクション４の歯４１１，４１２はコア７の歯７８
．７９に丁度対向しており、励磁セクション３の歯３１
１，３１２は歯７６．７７に対して寸法Ｄだけ下に位置
している．同じようにして励磁セクシ雪ン２のｆｌｌ２
１１．２１２は２Ｄだけずれている．励磁セクション１
の歯１１１，１１２は１１７０．７１に対してＤだけ上
に位置している．このように、４つの励磁セクション１
，２，３．４はそれぞれ歯７０ないし７９に対する相対
位置を上から順に寸法Ｄずつずらして取付けてある．コ
ア７は貨物室６０とともに搬送車６として移動するので
あるから、これらの相対位置は搬送車６の移動とともに
変化するのであるが、４つの励磁セクション１，２，３
．４間の位置関係は変わることはなく、更に、歯７０な
いし７９との位置関係は搬送車６の移動にともなって間
隔Ｄ，を１周期として周期的に変化することになる．例
えば、図で搬送＊６が上に向かって走行していると仮定
すると、図の状簡から搬送車６が寸法Ｄだけ上に移動し
た状態では、励磁セクション１のｉ！１１１．１１２が
歯７１．７０と丁度対向する状態になり、励磁セクショ
ン２では歯２１１，２１２が歯７３．７２に対して寸法
Ｄだけ上になり、励磁セクシ四ン３では歯３１１．３１
２が歯７７．７６にガして２Ｄだけ位置がずれ、励磁セ
クション４では歯４１１，４１２が歯７９．７８に対し
て寸法Ｄだけ下に位置することになる．このような歯間
の相対位置関係では励磁セクション２が搬送車６に対し
て上向きの力、すなわち推進力を発生する． 同じようにして、更に搬送車６が寸法Ｄだけ上に移動す
ると、今度は励磁セクション３が推進力を発生すること
ができるようになる． このように、搬送車６が寸法Ｄだけ進むごとに搬送車６
に上向きの力を与えることのできる励磁セクションが順
次移動してゆくことになる．搬送車６が下向きに移動す
る場合も同様である．これら励磁セクシヂン１．２，３
．４は励値状態のときだけ磁束が発生し、したがって励
磁セクン七ンの歯とコア７の歯との間に吸引力が働き前
述のように４組の励磁セクションのうちの１つだけが上
向きの力を発生するので、この上向きの力を発生する励
磁セクションだけが常に励磁状態になるように搬送車６
の移動にしたがってそれぞれの励磁セクションの励磁コ
イル２２，３２．４２及び消磁コイル１３に流す電流を
制御すれば搬送車６に常に上向きの力をあたえることが
でき、その力を搬送車の重量よりも大きい値になるよう
にすれば搬送車６は上向きの推進力が与えられたことに
なり、重力よりも少し小さな値の上向きの力にすると下
降のための推進力となる．このような上向きの力の大き
さは励磁セクション２，３．４の場合は励磁コイルに流
す電流によって制御が可能であるし、励磁セクション１
の場合も消磁コイル１３に流す電流によって制御するこ
とができる． 第２図は励磁セクション２の斜視図であり、励磁コイル
２２は断面が工の字状をしたコア２】の真ん中のコア１
１２１３に壱回された状態に形成してある．実際には下
継鉄２１２とコア１１２１３とを一体に成形レ、別に製
作しておいた励磁コイル２２をコア脚２１３に挿入し上
継鉄２１１を組み合わせるなどの方法で製作される．励
磁セクション３．４はこの図の励磁セクション２と全く
同じ構成である．また、励磁セクション１はコア脚２１
３が永久磁石になるという点が異なる． 第３図はそれぞれの励磁セクションの各励磁コイル又は
消磁コイルに電流を流すための励磁電源を示すブロック
図である．この図において、電源装置８０は直流電源で
あり、交流電力を整流することによって得られるもので
ある．また、具体的には後述の停電対策のために補助電
源としてバッテリーを内蔵している．制御ユニット８１
ないし８４はそれぞれ励磁セクション１ないし４に対応
しており、制御ユニット８１は励磁セクション１の消磁
コイル１３に電流■１を流し、制御ユニット８２は励磁
セクシ讐ン２の励磁コイル２２にｔ流Ｉ，を流すもので
あり、制御ユニット８３．８４　も同様にｔ流Ｉ，■，
を励磁セクション３．４に流す．この図では制御ユニン
トの数を４個だけ図示したが、これは第１図と刺応させ
て図示したものであって、前述の？うに励値セクション
は４個をＩ＆Ｉとして搬送車６の走行軛囲全体にわたっ
て設けられているものであり、制御ユニット８１．８２
，８３．８４もこれら４個を１組として励磁セクション
と同じ数だけ設けられている．ただし、第１図で同じ参
照符号をつけてある左右の２つの励磁セクションは共通
の制御ユニットによって同時に励磁、制御される．第４
図はそれぞれのコイルに流す電流と発生する力との関係
を示すタイムチャートである．この図において、横軸は
時間であり、最左の原点は第１図のそれぞれの歯の相対
位置の状態に相当しており、点線で区切った期間ａ．ｂ
，ｃ．ｄはそれぞれ搬送車６が寸法ｄずつ移動したとき
の期間を示しており、４つの期間ａ，ｂ，ｃ，ｄで１周
期を表しているので、期間ｄの後はまた期間ａに戻る．
最初の期間ａでは電流１，は０なので励磁セクション１
は永久磁石１３の起磁力によって吸引カが働いていて励
磁状館にある．一方、励磁セクション２，　３．　４の
ｔ流１■．Ｉ　ｆｆ＋　Ｉ−も０であるが、この場合は
磁東が発生しないので吸引カＦ　ｔ，　Ｆ　ｓ，　Ｆ　
４は働かず非励磁状態にある．このように期間ａでは励
磁セクション１だけが励磁状態にあり吸引力Ｆ１が働い
ている．前述のように、この吸引力は搬送車６に対して
上向きの力としての推進力Ｆを発生している． 期間ｂに移ると前述のように励磁セクション２が推進力
を発生することができる位置に来ているので、他の励磁
セクション１，３．４は非励磁状態にし励磁セクション
２だけを励磁杖態にすることによって吸引力Ｆ，だけが
発生し、これにより推進力Ｆが発生する．励磁セクショ
ン１にはこれを非励磁状艙にするために電流１，を流し
て永久磁石１２の起磁力を消磁する．同じように、励磁
セクション２，３．４の何れかが励磁状態にあるときに
は、励磁セクション１を非励磁状態にするために電流Ｉ
１が流れるように制御される． 期間Ｃでは励磁セクション３が励磁状態、期関ｄでは励
磁セクノッンが励磁状笹となって推進力Ｆを発生する．
このように、期間ａ＋ｂ，ｃ，ｄを順次経過するにつれ
て励磁状艙になる励磁セクションが上に移動してゆく．
期間ｄでは搬送車６は第１図の位置に対して励磁セクシ
ツン４が図の励磁セクション１に来ており、したがって
、期間ｄの次の期間では励磁セクション４の上にある励
磁セクション１と同一構成の励磁セクションが励磁状態
になる．このようにして励磁状態にある励磁セクション
を順次上の方に移動してゆくことによって搬送＊６を上
方向に移動させることができる．上昇する際には推進力
Ｆは搬送車６の重力よりも僅かでも大きい必要がある．
代わりに下降の際には僅かでも小さければよい．搬送車
６の重力をＧとすると、Ｆ−Ｇが正のとき上昇のための
加速度又は下降の際の減速度を与え、逆に、Ｆ−Ｇが負
のときは下降のための加速度又は上昇の際の減速度を与
えることになる．いずれの場合でも、コアτの歯とｌｌ
ｌ磁セクション１，２，３．４の歯との相対位Ｉを検出
することによってそれぞれの励磁セクノジンに流れる［
Ｋをそれぞれの制御ユニ７｝によって制挺する． 停Ｔ！Ｌ二二なると、第３図の電Ｈ装１ｊ８０の主電源
としての交流電力を整流して得られる直流はなくなる．
この停電を検出すると、励磁セクション１が第１図に示
す推進力を発生する位置に搬送台車６が移動するまでの
励磁電力の供給を補助電源によって賄う．励磁セクショ
ン１，２，３．４の全ての電流が０になると、励磁セク
ション１だけが吸引力を発生する．その隙、第１図の位
置に励磁セクション１があるときには上向きの力が働い
て搬送車６の落下を防止するが、もし、図の励磁セクシ
ョン３の位置にあると逆に下向きの力を与えることにな
る．したがって、停電と同時に全ての励磁セクションの
電流がなくなると、搬送車６の落下を防止できない場合
がある．このようなことのないようにするために、前述
のように、電源装置に補助電源を設けておいて、励磁セ
クション１の吸引力による搬送車６の落下防止を有効に
働かすものである．その際、停電直後の搬送車６の位１
から励磁セクション１が有効に働く位置までの距離は最
大で間隔Ｄｔなので、この移動に要する補助電源の容量
は僅かでよい． コア７の歯である歯７０ないし７９は第１図に示すよう
に１０個を図示してあるが、励磁セクション２と３の間
隔を間隔Ｄ，だけ詰めても実際状問題はない．したがっ
て、コア７の歯の数は最小９個あればよい． 補助電源としては前述のように、バッテリーが妥当であ
り、常時は主電源としての整流された直流によって充電
状態にしておき、交流電源が停電してこの直流電圧が０
になると、バッテリーからＩＸＩＩニットへ電力を供給
するシステムとする．このようなシステムは例えば自動
車の電源システムとして使用されている一般的なもので
ある．〔発明の効果〕 この発明は前述のように、少なくとも９個の歯を備えた
コアを搬送車に設け、このコアに対向する位置に、それ
ぞれが前記コアの歯と同じ間隔の２つの歯を持つコア及
びこの歯に反対方向の磁束を流すように励磁するコイル
とからなる励磁セクションを、搬送車の全走行範囲にわ
たって垂直軌道に沿って並べて配置し、更に、励磁セク
ションのコアの歯を励磁セクションの配置の順に従って
歯の間隔の４分の１ずつ走行方向にずらして配置するこ
とにより、励磁セクションを一次側コアとコイル、搬送
車に設けたコアを二次コアとするリニアリラクタンスモ
ー夕を形成する．これら励磁セクションを互いに独立に
制御可能の制御ユニットから励磁電流を供給することに
よりリラクタンスモー夕の原理に基づいて搬送車に上向
きの力としての推進力を与えることができる．それぞれ
の励磁セクションは全て独立して制御することができる
ので、１本の垂直軌道に複数台の搬送車を同時に走行さ
せることができるので、１つの垂直搬送装置での搬送量
を大きくすることができる．励磁セクションの並びの３
つおきの励磁セクションをそのコイルが発生する起磁力
と同量の起磁力を反対方向に発生する永久磁石を備える
ことにより、停ｔで全ての励磁セクションのコイルの電
流が０になっても永久磁石の吸引力によって搬送車の落
下を防止することができる．その際、永久磁石を持った
励磁セクシ；ンが推進力の働く位置に止まるようにする
ために、電Ｓ装置にバッテリーを補助電源として内藏し
ておき、停電後その位置まではこの補助電源の電力で搬
送車を移動させる．リニアモータを利用した従来の垂直
搬送装置では停電対策として建設コストの高い大がかり
な機械的ストツパが必要であるという欠点があったのを
、停電が生じても搬送車が落下する恐れがなくなるので
、安全性の高い垂直搬送装置とすることができるという
効果が得られる．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す垂直搬送ｖｔ置の斜視
図、第２図は励磁セクションの斜視図、第３図は励磁セ
クションの励磁電源のブロック図、第４図は励磁セクシ
ョンの作電流と発生する力のタイムチャートである．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）垂直位置の異なる少なくとも２つの水平面間を接続
   する垂直軌道とこの垂直軌道に沿って走行する搬送車と
   からなる垂直搬送装置において、前記搬送車に設けられ
   た、走行方向に所定の間隔で並んだ少なくとも９個の歯
   を備えた少なくとも１つのコアと、前記搬送車の全走行
   範囲にわたって前記垂直軌道に沿って並べて配置し、そ
   れぞれが前記コアの歯と同じ間隔の２つの歯を持つコア
   及びこのコアに鎖交するコイルからなりコイルに励磁電
   流が流れることにより前記２つの歯にそれぞれ反対方向
   に磁束が流れる励磁セクションと、補助電源としてのバ
   ッテリーを内蔵した直流電流を供給する電源装置と、こ
   の電源装置から直流電流を供給されて前記励磁セクショ
   ンごとに励磁電流を供給する互いに独立に制御可能で前
   記励磁セクションをその配置の順にしたがって順次励磁
   状態にする制御ユニットとからなり、前記励磁セクショ
   ンのコアの２つの歯が前記搬送車のコアの歯に所定の間
   隔を隔てて対向し、この歯の前記搬送車のコアの歯に対
   する相対位置が励磁セクションの配置の順に従って歯の
   間隔の４分の１ずつ走行方向にずれており、前記励磁セ
   クションの並びの３つおきの励磁セクションがそのコイ
   ルが発生する起磁力と同量の起磁力を反対方向に発生さ
   せる永久磁石を備えたことを特徴とする垂直搬送装置。