JPH0556085B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、小物類を搬送するのに好適な浮上式
搬送装置に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近年、オフイスオートメーシヨン、フアクトリ
オートメーシヨンの一環として、建屋内の複数の
地点間において、伝票、書類、現金、試料等を搬
送装置を用いて移動させることが行われている。 このような用途に用いられる搬送装置は、オフ
イスの環境を損うものであつてはならず、粉塵の
発生等が無く低騒音であることが要求される。こ
のため、この種の搬送装置はガイドレールに対し
搬送車を非接触に支持し得るように構成されるこ
とが望ましい。搬送車を非接触で支持するには、
空気や磁気を利用するのが一般的であるが、中で
も搬送車を磁気的に支持する方式は、ガイドレー
ルに対する追従性や、騒音低減効果に優れてお
り、最も有望な支持方式とされている。 この方式による搬送装置は、通常、強磁性体で
形成された２本のガイドレールに沿つて走行自在
に配置された搬送車に２本のガイドレールに対向
させて少なくとも一対の磁気支持ユニツトを搭載
し、この磁気支持ユニツトで発生させた起磁力に
よつて前記搬送車を磁気浮上させるものである。
そして、搬送車にリニア誘導電動機の二次導体を
装着するとともに、同リニア誘導電動機の固定子
を前記ガイドレールに沿つて間欠的に配置して搬
送車を駆動するようにしている。 上記のような磁気的な浮上式搬送装置中にあつ
て、磁気支持ユニツトとして永久磁石を併用した
ものが提案されている。この装置によれば、搬送
車を浮上させるのに必要な起磁力の大部分を永久
磁石の起磁力で得ることができるので、電磁石の
励磁電流を極めて少なくでき、搬送車に搭載する
電源の小容量化を図ることができる。 しかし、このような装置であつても、搬送車が
走行中になんらかの外力を受けて振動し、ガイド
レールと磁気支持装置の位置がずれた場合、これ
を復帰させるのに電力を消費する。この位置ずれ
が大きいと、極めて多くの電力を必要とするた
め、電源に過大な負荷がかかるうえ、場合によつ
ては制御不能状態に陥るという問題があつた。 特にガイドレール下面の強磁性体の幅と、これ
に対向して搬送車上に配置された電磁石継鉄の上
端面の幅とが一致している場合、搬送車が走行方
向と直角な左右方向になんらかの外力を受けて揺
動を始めると、平衡位置を最下点とする振子運動
を呈し、揺動が長時間持続して平衡位置へなかな
か戻らないという問題があつた。すなわち、搬送
車が平衡位置から左右方向へずれると、ガイドレ
ール下面の強磁性体下端面部と、電磁石継鉄の上
記ガイドレールと対向する面の面積が減少する。
この状態においても搬送車の重量を永久磁石の起
磁力分で支持するような、いわゆるゼロパワー制
御を行うと、空隙部断面積の減少にともなう吸引
力の不足に対して電磁石を永久磁石と同極性に励
磁して、永久磁石の起磁力だけで搬送車の重量に
相当する吸引力を発生するように空隙長が短くな
る。この位置では、吸引力の方向は重力方向とず
れており、平衡方向へ引き戻そうとする方向の力
が搬送車に加わる。この方向の搬送車の運動に対
して、案内用の電磁石を配置していない磁気浮上
車両においては、空気抵抗による制動効果しか期
待できないので、搬送車はいわゆる振子運動を長
時間続け、搬送車の支持のために電力消費量が増
大するとともに、積載物へも悪影響を与えるなど
の問題点があつた。 〔発明の目的〕 本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、搬送車に外力が
加わつた場合でも、短時間で平衡位置に復帰して
安定な走行を確保できる浮上式搬送装置を提供す
ることにある。 〔発明の概要〕 本発明は、少なくとも下面部分が強磁性体で形
成され、平行に配設された２本のガイドレール
と、この２本のガイドレールに沿つて走行自在に
配置された搬送車と、この搬送車上で、かつ搬送
車の走行方向と直交する線上に前記各ガイドレー
ルに対向させて少なくとも一対設けられ、それぞ
れが対応するガイドレールに空〓を介して磁極面
を対向させて配置された電磁石、並びにこの電磁
石、前記ガイドレールおよび前記空〓からなる磁
気回路中に介在して前記搬送車を浮上させるのに
必要な起磁力を供給する永久磁石で構成された磁
気支持ユニツトと、これら磁気支持ユニツトの前
記磁気回路の状態に応じ各磁気支持ユニツトの起
磁力を制御して各磁気回路を安定化させる制御手
段とを備えた浮上式搬送装置において、前記２本
のガイドレール幅がこれに対向する前記各電磁石
の磁極面の幅より広く形成され、かつ相互の内端
縁間距離を前記対をなす磁気支持ユニツトの電磁
石磁極面の内端縁間距離に等しくまたは相互の外
端縁間距離を前記対をなす磁気支持ユニツトの電
磁石磁極面の外端縁間距離に等しく配置されてな
ることを特徴としている。 〔発明の効果〕 本発明によれば、搬送車に走行方向と直角な左
右方向の外力が印加された場合、対をなす磁気支
持ユニツトの一方に所属している電磁石のガイド
レールに対する対向面積は変化するが、他方に所
属している電磁石のガイドレールに対する対向面
積は変化しない。したがつて、走行方向と直角な
方向の外力が印加れたときの復元力、つまり案内
力は、従来とは違つて、一方に所属している電磁
石だけが発生することになる。このように、案内
力の増加を印加できる。このため、従来のように
振子運動が長時間続くことがなく、左右の揺動を
短時間のうちに静めることができる。このため、
平衡位置への復帰に必要な電力を軽減することが
でき、積載物が受ける揺動も抑制され、搬送時の
安全性の向上にも寄与することになる。更にガイ
ドレール下面部の強磁性体の幅が電磁石継鉄の幅
より広ければ、ガイドレールの幅方向の寸法精度
を厳密にする必要がなくなるので、平板またはＬ
字形アングルなど素材のままでガイドレールを構
成することができ、加工費を大幅に削減すること
が可能である。 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例に
係る浮上式搬送装置について説明する。なお、第
１図は本装置の平面図を、第２図は同一部切欠し
た斜視図を、第３図は第１図におけるＡ−Ａ断面
矢視図を、また第４図は第１図におけるＢ−Ｂ断
面矢視図をそれぞれ示している。 これら各図において１は、例えばオフイス空間
において障害物を避けるようにして敷設されたガ
イドレールである。このガイドレール１上には、
搬送車２がガイドレール１に沿つて走行自在に配
置されている。また、ガイドレール１に沿つた固
定部４には、所定の間隔でリニア誘導電動機５の
固定子６が配設されている。 ガイドレール１は、少なくとも下面部分が強磁
性体で形成されたアングル状部材１０ａ，１０ｂ
を平行に敷設して構成されており、支持部材１１
で固定部４上に支持されたものである。 搬送車２は、次のように構成されている。すな
わち、ガイドレール１を上下に挟む形で基台１２
と支持板１３とがガイドレール１に対して平行配
置されている。両者は連結部材１４によつて連結
されている。基台１２上には、書類など被搬送物
の搬送を容易化するための偏平な容器１６が搭載
されている。支持板１３の下面には、リニア誘導
電動機５の可動要素である二次導体１７が取付け
られている。この二次導体１７は、装置の稼動時
においては固定子６と僅かのギヤツプを介して対
向する高さに配置される。この支持板１３上で搬
送車２の走行方向とは直交する線上、すなわち支
持板１３の上面四隅位置には前記ガイドレールの
下面と所定の空隙をあけて対向するように二対、
合計４つの磁気支持ユニツト２１が搭載されてい
る。また、支持板１３の前記磁気支持ユニツト２
１と近接する位置には、同ユニツト２１とガイド
レール１との間の空隙長を検出するためのギヤツ
プセンサ２２が取付け部材２３を介して取付けら
れている。また、支持板１３の中央位置には、磁
気支持ユニツト２１を制御するための制御装置２
４が、また基台１２の下面中央部には制御装置等
に必要な電力を供給するための電源２５が搭載さ
れている。 磁気支持ユニツト２１は、上端面がガイドレー
ル１の下面と所定の空隙Ｐを介して対向する２つ
の継鉄３１，３２およびこれら継鉄３１，３２に
巻装された励磁コイル３３，３４からなる２つの
電磁石３５，３６と、前記継鉄３１，３２の下部
側面間に介在する永久磁石３７とで構成されてお
り、全体としてＵ字形状をなしている。励磁コイ
ル３３，３４は、電磁石３５，３６によつて形成
される磁束が互いに加算されるような向きで直列
に接続されている。 ここで、ガイドレール１を構成しているアング
ル状部材１０ａ，１０ｂは、それぞれ下面部分の
幅がこれに対向する電磁石継鉄３１，３２の磁極
面の幅より広く形成されており、かつ相互の外端
縁間距離が第６図に示すように、対をなす磁気支
持ユニツト２１の電磁石磁極面の外端縁間距離と
等しくなるように配置されている。 また、制御装置２４は、例えば励磁コイル３
３，３４と直列に接続された励磁電流検出手段で
ある固定抵抗器、ギヤツプセンサ２２に発光信号
を送出するとともにギヤツプセンサ２２からの受
光信号を変調する変調器、この変調器からの信号
および前記固定抵抗器の電圧降下による信号に基
づいて励磁コイル３３，３４に流す電流値を演算
する演算回路、この演算回路からの信号に基づい
て前記励磁コイル３３，３４に電力を供給する増
幅器などから構成されている。 一方、基台１２および支持板１３の四隅位置に
は、非常時等において搬送車２をガイドレール１
上で走行自在に支持する４組の車輪群４１が、ガ
イドレール１を挟むように取付けられている。 車輪群４１は、それぞれ３つの補助車輪４２，
４３，４４で構成されている。 補助車輪４２はガイドレール１の上部に配置さ
れ、搬送車２の走行方向と直交する水平方向軸を
回転軸として回転するように支持部材４５を介し
て基台１２に回転自在に支持されている。この補
助車輪４２は、磁気支持ユニツト２１とガイドレ
ール１との間の磁気的吸引力が低下して搬送車２
が落下した時にガイドレール１の上面上で搬送車
２を走行させるものである。 補助車輪４３もやはりガイドレール１の上部に
配置され、搬送車２の走行方向と直交する垂直方
向軸を回転軸として回転するように支持部材４６
を介して基台１２に回転自在に支持されている。
この補助車輪４３は、搬送車２がなんらかの原因
によつて水平方向にずれた時に、ガイドレール１
と磁気支持ユニツト２１とが必要以上に離れない
ように、ガイドレール１の側面部に接触するもの
である。 また、補助車輪４４は、ガイドレール１の下部
に配置され、搬送車２の進行方向と直交する水平
方向軸を回転軸として回転するように支持部材４
７を介して支持板１３に固定されている。この補
助車輪４４は、なんらかの原因によつてガイドレ
ール１と磁気支持ユニツト２１とが近接しすぎた
ときに、ガイドレール１の下面と接触し、これに
より磁気支持ユニツト２１がガイドレール１と直
接吸着されるのを防止するものである。 次に、このように構成された本実施例に係る浮
上式搬送装置の動作について説明する。 装置を起動させると、制御装置２４は永久磁石
３７が発生する磁束と同じ向き、または逆向きの
磁束を電磁石３５，３６に発生させるとともに、
磁気支持ユニツト２１とガイドレール１との間に
所定長の空隙Ｐを維持させるべく励磁コイル３
３，３４に流す電流を制御する。これによつて、
永久磁石３７〜継鉄３１〜空隙Ｐ〜ガイドレール
１〜空隙Ｐ〜継鉄３２〜永久磁石３７の経路から
なる磁気回路が形成される。ギヤツプ長は、搬送
車２など被支持体の重量と、永久磁石３７の起磁
力による磁気支持ユニツト２１〜ガイドレール１
間の磁気的吸引力とが丁度釣合うような長さに設
定される。制御装置２４は、このギヤツプ長を維
持すべく電磁石３５，３６の励磁電流制御を行
う。これによつて、いわゆるゼロパワー制御がな
されることになる。 今、搬送車２がリニア誘導電動機５の固定子６
上にあるとして、この固定子６を付勢すると、支
持板１３に取付けられた二次導体１７が固定子６
から電磁力を受けるので、搬送車２は、磁気浮上
状態のままガイドレール１に沿つて走行し始め
る。搬送車２が空気抵抗等の影響で完全静止する
までの間に再び固定子６が配置されていれば、搬
送車２は再度付勢されてガイドレール１に沿つた
移動を持続させる。この移動は目的とする地点ま
で継続される。かくして、搬送車２を非接触状態
で目的地点まで移動させることができる。 ところで、第５図に示すように、ガイドレール
１の強磁性体からなるアングル状部材１０ａ，１
０ｂの下面部の幅と磁気支持ユニツト２１の電磁
石継鉄３１の幅とが等しい場合には、同図ａの平
衡位置からなんらかの外力が加わつて同図ｂに示
すように電磁石継鉄３１が右側にずれた場合、ガ
イドレール１と電磁石継鉄３１との対向面の面積
はｗに減少する。この面積の減少による吸引力の
低下を同図中に図示していない電磁石コイルの初
期電力を大幅に増加させることなく補償するため
には、空隙長を短くする必要がある。また、第５
図ｂの状態では、アングル状部材１０ａ，１０ｂ
と継鉄３１との間には搬送車２を平衡位置へ戻す
向きの力が働く。この力に加えて第５図ａと同図
ｂの空隙長の差（g_O−ｇ）、すなわち、位置エネ
ルギーの差による力が作用して搬送車２はいわゆ
る振子運動を持続することになる。この振子運動
を制御するものは空気抵抗や渦電流損失等である
が、いずれも絶対値としては非常に小さく、制振
効果は殆ど期待できない。 この点、本実施例に係る浮上式搬送装置によれ
ば、第６図に示すように、アングル状部材１０
ｃ，１０ｄの下面部の幅を、電磁石継鉄３１，３
２の上端面より広くし、しかも相互の外端縁間距
離が対をなす磁気支持ユニツト２１の電磁石磁極
面の外端縁間距離と等しくなるようにアングル状
部材１０ａ，１０ｂを配置しているので、外力の
印加によつて搬送車２が走行方向と直交する方向
にずれた場合、対をなす磁気支持ユニツト２１の
一方に所属している電磁石のアングル状部材に対
する対向面積は変化するが、他方に所属している
電磁石のアングル状部材に対する対向面積は変化
しない。したがつて、搬送車２が走行方向と直角
な方向へ位置ずれたときの復元力、つまり案内力
は、従来とは違つて、一方に所属している電磁石
だけが発生することになる。このように、搬送車
２が走行方向と直角な方向へ位置ずれしたときに
発生する案内力の増加を抑制できるので、振子運
動を抑制でき、平衡状態に戻るまでの時間を大幅
に短縮させることができ、それだけ電力消費を抑
えることができる。 なお、第７図に示すように、ガイドレール１を
構成しているアングル状部材１０ａ，１０ｂの下
面部分の幅を、これに対向する電磁石継鉄３１，
３２の磁極面の幅より広く形成し、さらに相互の
内端縁間距離が対をなす磁気支持ユニツト２１の
電磁石磁極面の内端縁間距離と等しくなるように
アングル状部材１０ａ，１０ｂを配置しても同様
の効果を発揮させることができる。 なお、以上の実施例では、磁気支持ユニツトに
対して搬送容器部が上方にある場合について述べ
たが、磁気支持ユニツトに対して搬送容器部が下
方にある場合についても、本発明の趣旨は十分に
生かされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る浮上式搬送装
置の平面図、第２図は同装置の一部切欠した斜視
図、第３図は同装置の第１図におけるＡ−Ａ断面
矢視図、第４図は同装置の第１図におけるＢ−Ｂ
断面矢視図、第５図は従来の浮上式搬送装置の問
題点を説明するための模式的な正面図、第６図は
実施例におけるガイドレールの位置と対をなす磁
気支持ユニツトの電磁石位置との関係を示す模式
図、第７図は変形例におけるガイドレールの位置
と対をなす磁気支持ユニツトの電磁石位置との関
係を示す模式図である。 １……ガイドレール、２……搬送車、４……固
定部、５……リニア誘導電動機、６……固定子、
１０ａ，１０ｂ……アングル状部材、１２……基
台、１３……支持板、１６……容器、１７……二
次導体、２１……磁気支持ユニツト、２２……ギ
ヤツプセンサ、２４……制御装置、２５……電
源、３１，３２……継鉄、３３，３４……励磁コ
イル、３５，３６……電磁石、３７……永久磁
石、４１……車輪群、４２〜４４……補助車輪、
４５〜４７……取付け部材、Ｐ……空隙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも下面部分が強磁性体で形成され、
   平行に配設された２本のガイドレールと、この２
   本のガイドレールに沿つて走行自在に配置された
   搬送車と、この搬送車上で、かつ搬送車の走行方
   向と直交する線上に前記各ガイドレールに対向さ
   せて少なくとも一対設けられ、それぞれが対応す
   るガイドレールに空〓を介して磁極面を対向させ
   て配置された電磁石、並びにこの電磁石、前記ガ
   イドレールおよび前記空〓からなる磁気回路中に
   介在して前記搬送車を浮上させるのに必要な起磁
   力を供給する永久磁石で構成された磁気支持ユニ
   ツトと、これら磁気支持ユニツトの前記磁気回路
   の状態に応じ各磁気支持ユニツトの起磁力を制御
   して各磁気回路を安定化させる制御手段とを備え
   た浮上式搬送装置において、前記２本のガイドレ
   ールの幅がこれに対向する前記各電磁石の磁極面
   の幅より広く形成され、かつ相互の内端縁間距離
   を前記対をなす磁気支持ユニツトの電磁石磁極面
   の内端縁間距離に等しくまたは相互の外端縁間距
   離を前記対をなす磁気支持ユニツトの電磁石磁極
   面の外端縁間距離に等しく配置されていることを
   特徴とする浮上式搬送装置。