JPH0678413A - 磁気浮上搬送装置 - Google Patents

磁気浮上搬送装置

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JPH0678413A
JPH0678413A JP5143660A JP14366093A JPH0678413A JP H0678413 A JPH0678413 A JP H0678413A JP 5143660 A JP5143660 A JP 5143660A JP 14366093 A JP14366093 A JP 14366093A JP H0678413 A JPH0678413 A JP H0678413A
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JP
Japan
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levitation
gap
rail
detecting means
seam
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Withdrawn
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JP5143660A
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Shinjiro Tanida
伸二郎 谷田
Yoshio Watanabe
義雄 渡辺
Yoshinobu Ono
義暢 小野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/10—Railway vehicles

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は磁気浮上搬送装置に関し、レールの
継ぎ目を通過するとき、及び走行方向の如何にかかわら
ず安定して搬送台車が走行できる磁気浮上搬送装置を実
現することを目的とする。 【構成】 レール１１ａ、１１ｂに沿って走行可能な搬
送台車１２と、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄと、該搬送台
車と該レールとの間のギャップを検出するギャップ検出
手段１６ａ〜１６ｄと、該レールの隣接するレールエレ
メント間の継ぎ目を検出する継ぎ目検出手段１６ａ〜１
６ｄと、該ギャップ検出手段の出力に応じて該浮上用磁
石へ供給する電流を制御するとともに、該継ぎ目検出手
段によりレールの継ぎ目が検出されたときに該ギャップ
検出手段の出力を無効にし且つ該継ぎ目検出手段により
レールの継ぎ目が検出されないときに該ギャップ検出手
段の出力を有効にする制御手段２０とを備えた構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレールの継ぎ目を安定し
て走行できるようにした磁気浮上搬送装置に関する。
【０００２】昨今の半導体産業に於いては、ウエハの処
理工程においてウエハをできるだけ塵が付着しないよう
に自動搬送することが多くなっている。リニアモーター
カーのような磁気浮上搬送装置は、搬送台車とレールと
の間で摩擦による塵の発生がなく、且つウエハを高速で
安定して搬送することができるので、ウエハの自動搬送
装置として適している。
【０００３】
【従来の技術】磁気浮上搬送装置は、所定の経路で設け
られたレールに対して一定のギャップで浮上しつつ走行
する搬送台車を含む。搬送台車はレールに対してリニア
モーターにより駆動され、且つ浮上用コイルにより磁気
的に浮上せしめられる。浮上用コイルは搬送台車に取り
付けられている。さらに、搬送台車にはギャップセンサ
が取り付けられ、搬送台車とレールとの間のギャップを
一定に保つように浮上用磁石に電流を供給するようにな
っている。例えば四個の浮上用磁石が搬送台車に取り付
けられている場合には、ギャップセンサは各浮上用磁石
の中心に取り付けられ、ギャップセンサと搬送台車との
間のギャップが、浮上用磁石と搬送台車との間のギャッ
プに一致するようになっている。
【０００４】レールは通常複数個の所定の長さのレール
エレメントを順次に接続してなり、隣接するレールエレ
メントの間には継ぎ目がある。この継ぎ目はレールエレ
メントを溶接等により接合したものではなく、単に前後
のレールエレメントの端部を隙間をあけて対向させてい
るだけであり、よってレールの継ぎ目はレールの不連続
部となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の磁気浮上搬
送装置では、ギャップセンサがレールの継ぎ目に差し掛
かると、ギャップセンサの出力は浮上用磁石と搬送台車
との間の実際のギャップよりも大きな値になるという問
題点があった。このため、レールの継ぎ目を検出してい
るギャップセンサと関連する浮上用磁石には大きな電流
が流れるようになり、搬送台車の姿勢がくずれ、そして
浮上用磁石への供給電流は継ぎ目を通過した後で急激に
通常の電流値に戻るため、搬送台車の姿勢に振動が発生
することがある。
【０００６】このような問題点はレールの継ぎ目を無く
すことにより解決できるが、レールの継ぎ目を無くすこ
とは、レールのシビアな加工精度、誤差を埋める為の調
整用レールが必要となり、工場でのレールの設置、接続
が非常に難しいという問題点がある。また、搬送台車が
レールの継ぎ目を通過するに、浮上用コイルに供給する
電流が大きくなると、電池の消耗が早くなり、充電時間
を長くしなければならず、稼動率を低下させるといった
問題が生じていた。
【０００７】また、浮上用磁石はレールの幅と対応する
幅を有し、自動調心作用を行うようになっている。すな
わち、搬送台車に横方向の外力がかかって浮上用磁石が
レールから横にそれた場合に、浮上用磁石とレールとの
間の磁気吸引力により自動的に浮上用磁石がレールの真
下に戻り、搬送台車が正しくレールに沿って走行できる
ようになっている。
【０００８】しかし、浮上用磁石は正方形断面形状では
なく、矩形断面形状をしているのが好ましく、そして搬
送台車が、一定の向きのままで、交差するレールを走行
するようにした場合には、自動調心作用が異なる。すな
わち、搬送台車が交差するレールの第１のレール部分に
沿って走行し、浮上用磁石の長辺が第１のレール部分に
垂直に向いている場合と、搬送台車が交差するレールの
第１のレール部分と垂直な第２のレール部分に沿って走
行し、浮上用磁石の短辺が第２のレール部分に垂直に向
いている場合場合とを考えると、前者の場合に上記自動
調心作用があとすると、後者の場合には浮上用磁石の幅
とレールの幅とが対応しないので、前者と同じような自
動調心作用が得られない。また、浮上用磁石を正方形断
面形状にすると、浮上用磁石が全体的に大きくなり、搬
送台車の重量が重くなる。
【０００９】本発明の目的は、レールの継ぎ目を通過す
るとき、及び走行方向の如何にかかわらず安定して搬送
台車が走行できるようにした磁気浮上搬送装置を提供す
ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による磁気浮上搬
送装置は、複数個のレールエレメントを順次に接続して
なる固定のレール１１ａ、１１ｂと、該レールに沿って
走行可能な搬送台車１２と、該搬送台車を該レールに対
して磁気的に浮上させて支持するために該搬送台車に設
けられた少なくとも１つの浮上用磁石１５ａ〜１５ｄ
と、該搬送台車と該レールとの間のギャップを検出する
ギャップ検出手段１６ａ〜１６ｄと、該レールの隣接す
るレールエレメント間の継ぎ目を検出する継ぎ目検出手
段１６ａ〜１６ｄ、５６ａ〜５６ｄと、該ギャップ検出
手段の出力に応じて該浮上用磁石へ供給する電流を制御
するとともに、該継ぎ目検出手段によりレールの継ぎ目
が検出されたときに該ギャップ検出手段の出力を無効に
し且つ該継ぎ目検出手段によりレールの継ぎ目が検出さ
れないときに該ギャップ検出手段の出力を有効にする制
御手段２０とを備えたことを特徴とする。
【００１１】この場合、該浮上用磁石が永久磁石と電磁
石との組み合わせからなり、また、該永久磁石及び電磁
石が、該永久磁石が中央にあって２個の該電磁石が該永
久磁石の両側に立ったＵ字形に配置される構成にすると
好ましい。好ましい態様においては、４個の浮上用磁石
が四角形を形成するように該搬送台車に配置され、ギャ
ップ検出手段がそれぞれ該浮上用磁石の上又はその近傍
に配置される。
【００１２】この場合の好ましい態様の一つは、該４個
の浮上用磁石（１５）が形成する四角形が、不平行四辺
形であり、且つ向かい合う二辺が該搬送台車（１２）の
長手及び横中心線に関してそれぞれ対称になるように形
成されていることである。この場合の好ましい態様のも
う一つは、該４個の浮上用磁石（１５）の形成する四角
形の向かい合う二辺が該搬送台車（１２）の長手及び横
中心線にそれぞれ平行になるように形成され、そして、
該搬送台車の長手中心線は該レールと平行であり、該４
個の浮上用磁石（１５）が形成する四角形のうちの向か
い合う第１及び第２の辺は該長手中心線の両側にあり、
該第１の辺の上にある２組の該ギャップ検出手段及び該
継ぎ目検出手段は関連する浮上用磁石（１５）よりも一
定の進行方向で見て前方にあり、該第２の辺の上にある
２組の該ギャップ検出手段及び該継ぎ目検出手段は関連
する浮上用磁石（１５）よりも該一定の進行方向で見て
後方にあるように形成されていることである。
【００１３】
【作用】本発明では、搬送台車と該レールとの間のギャ
ップを検出するギャップ検出手段と、レールの隣接する
レールエレメント間の継ぎ目を検出する継ぎ目検出手段
とを設け、該ギャップ検出手段の出力に応じて該浮上用
磁石へ供給する電流を制御するとともに、該継ぎ目検出
手段によりレールの継ぎ目が検出されたときに該ギャッ
プ検出手段の出力を無効にし且つ該継ぎ目検出手段によ
りレールの継ぎ目が検出されないときに該ギャップ検出
手段の出力を有効にするようにしたので、レールの継ぎ
目においては、ギャップ検出手段の出力のままに浮上用
磁石へ供給する電流を増大することがなくなり、搬送台
車の姿勢がくずれるのがなくなり、電池の消耗も押さえ
られる。
【００１４】なお、継ぎ目検出手段によりレールの継ぎ
目が検出されたときに該ギャップ検出手段の出力を無効
にしたときには、（ａ）関連する浮上用磁石への電流供
給を停止するか、あるいは（ｂ）３個のギャップ検出手
段からの出力により残りの１個のギャップ検出手段のギ
ャップを推定するようにすることができる。
【００１５】また、浮上用磁石はその中心のまわりで回
転可能に構成されていると、搬送台車が、一定の向きの
ままで、交差するレールを走行する場合にも、同じよう
な自動調心作用が得られる。
【００１６】
【実施例】図１から図１０は本発明の第１実施例を示す
図である。図１及び図２に示されるように、本発明によ
る磁気浮上搬送装置は、天井１０から吊り下げられた磁
性体からなる平行な２本のレール１１ａ、１１ｂと、レ
ール１１ａ、１１ｂに沿ってこのレールに無接触で走行
する搬送台車１２とからなる。リニアモータの一次巻線
５０がレール１１ａ、１１ｂの間において天井１０に取
り付けられ、二次導体５１が搬送台車１２の中央部に設
けられる。よって、搬送台車１２はレール１１ａ、１１
ｂに沿って走行可能である。
【００１７】４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄが四角形
をなすように搬送台車１２に取り付けられる。各浮上用
磁石１５ａ〜１５ｄは、図３に示されるように、中央の
永久磁石１３と、永久磁石１３の両側に立ったＵ字形に
配置された電磁石１４とからなる。各電磁石１４は鉄心
１４ａとコイル１４ｂとからなり、コイル１４ｂに電流
を流すことにより磁束が鉄心１４ａを貫くように形成さ
れる。永久磁石１３はＮ極とＳ極を有し、永久磁石１３
のＮ極から発した磁力線は、図３で左側の電磁石１４か
ら右側の電磁石１４へ矢印Ｍで示されるように向かい、
永久磁石１３のＳ極へ至る。図１に示されるように、各
浮上用磁石１５ａ〜１５ｄは磁束の向きが搬送台車１２
の進行方向（矢印Ｐ）に対して垂直となるように配置さ
れる。
【００１８】ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄが各浮上用
磁石１５ａ〜１５ｄと関連して設けられる。第１実施例
においては、ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄは各浮上用
磁石１５ａ〜１５ｄの中央に設けられる。図１及び図３
に示されるように、ギャップセンサ１６ａ〜１５ｄ及び
浮上用磁石１５ａ〜１５ｄは、それぞれユニット１８ａ
〜１８ｄとして回転可能に設けられる。
【００１９】図３に示されるように、各ユニット１８ａ
（他のユニット１８ｂ〜１８ｄについても同様）は、搬
送台車１２に固定されるユニットベース１８ｐと、回転
可能なユニットプレート１８ｑと、モータ１７とを含
む。モータ１７は搬送台車１２に固定されるとともに、
その回転軸に接続された回転体１７ａがユニットベース
１８ｐに取り付けられた軸受け１８ｒに回転可能に支承
される。ユニットプレート１８ｑは回転体１７ａに支持
され、よってユニットプレート１８ｑに取り付けられた
浮上用磁石１５ａ及びギャップセンサ１６ａは、モータ
１７により９０度ずつ時計回り、及び反時計回りに回転
せしめられる。なお、図３から図５に示されるように、
ギャップセンサ１６ａは、中央の永久磁石１３を跨いで
ユニットプレート１８ｑに固定された逆Ｕ字状のステー
１８ｓに支持されている。
【００２０】ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄは種々のも
のを使用することができる。例えば、図６は光学式ギャ
ップセンサ１６ａを示し、これは発光部１６ｐと受光部
１６ｑとを有し、発光部１６ｐから出射した光のレール
１１ｂで反射した光の成分を検出することにより、ギャ
ップセンサ１６ａとレール１１ｂとの間のギャップＧを
検出する。図７は磁気式ギャップセンサ１６ａを示し、
これは高周波発射コイル１６ｒと高周波検出コイル１６
ｓとを有し、レール１１ｂで形成される渦電流を検出す
ることにより、ギャップセンサ１６ａとレール１１ｂと
の間のギャップＧを検出する。これらのギャップセンサ
１６ａ〜１６ｄは公知である。
【００２１】図８及び図９に示されるように、各レール
１１ａ、１１ｂは、複数個の所定の長さのレールエレメ
ント１１ｅを順次に接続してなり、隣接するレールエレ
メントの間には継ぎ目Ｊがある。この継ぎ目Ｊは前後の
レールエレメント１１ｅの対向端部間に形成される隙間
を含み、よってレール１１ａ、１１ｂの継ぎ目Ｊはレー
ルの不連続部となっている。実施例においては、レール
エレメント１１ｅの端部には面取り１１ｆがされてお
り、レールエレメント１１ｅの厚さｔは５．０ｍｍ、面
取り１１ｆ間の隙間Ｃは１ｍｍ、レールエレメント１１
ｅの対向端部間の隙間ｃは０．２ｍｍである。
【００２２】また、図２に示されるように、搬送台車１
２には、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの電磁石１４を励磁
するための電池１９及び制御装置が搭載され、さらにウ
エハ２１を支持することができる支持部２２が設けられ
ている。
【００２３】図１に示されるように、４個の浮上用磁石
１５ａ〜１５ｄ（浮上用ユニット１８ａ〜１８ｄ）が形
成する四角形が、不平行四辺形であり、且つ向かい合う
二辺が搬送台車１２の長手及び横中心線に関してそれぞ
れ対称になるように形成されている。すなわち、隣接す
る２個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの中心を結ぶ線が搬
送台車１２の移動方向Ａ又は横方向の中心線に対し、平
行ではなく左右対称にある角度を有するように配置され
ている。また、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの幅はレール
１１ａ、１１ｂの幅よりも小さく、搬送台車１２の移動
方向Ａで見て前側にある２個の浮上用磁石１５ａ、１５
ｂの内端部はレール１１ａ、１１ｂの内端部に接し、後
側にある２個の浮上用磁石１５ｃ、１５ｄの外端部はレ
ール１１ａ、１１ｂの外端部に接している。従って、こ
の配置によっても、搬送台車１２のレール１１ａ、１１
ｂに対する自動調心作用を行うことができる。
【００２４】図１０は、搬送台車１２に取り付けられた
制御装置２０を示すブロック図である。この制御装置２
０は、天井１０側に設けられた送信器３０からの信号を
受信する受信器３１と、この受信器３１に接続された関
数発生器３２と、この関数発生器３２に接続された浮上
制御部３３とにより構成され、この浮上制御部３３には
ギャップセンサ１６（１６ａ〜１６ｄ）と浮上用磁石１
５（１５ａ〜１５ｄ）が接続されている。
【００２５】ここで、各ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄ
はギャップ検出手段と継ぎ目検出手段の２つの機能を有
する。浮上制御部３３は各ギャップセンサ１６ａ〜１６
ｄからの出力信号Ｘにより浮上出力量Ｕを浮上用磁石１
５ａ〜１５ｄに出力する。この場合、出力信号Ｘは各ギ
ャップセンサ１６ａ〜１６ｄ毎に４個ある。浮上制御部
３３はまず信号ＸがＸ≧α（定数）かどうかを判定す
る。ここで、イエスの場合には継ぎ目検出手段がレール
１１ａ、１１ｂの継ぎ目Ｊを検出したと判断し、ノーの
場合には継ぎ目検出手段はレール１１ａ、１１ｂの継ぎ
目Ｊを検出していないと判断する。
【００２６】信号ＸがＸ≧αではないと判断された場合
には、浮上制御部３３は各ギャップセンサ１６ａ〜１６
ｄからの信号Ｘに応じてそれぞれの浮上用磁石１５ａ〜
１５ｄへ供給する電流を制御する。信号ＸがＸ≧αであ
ると判断された場合には、浮上制御部３３はその継ぎ目
検出手段と関連するギャップ検出手段の出力を無効に
し、関連する浮上用磁石１５ａ〜１５ｄへの電流供給を
停止する。
【００２７】図１１は、上記本実施例の磁気浮上式搬送
装置が交差するレール１１ａ、１１ｂと、レール１１
ｃ、１１ｄで使用される例を示す図である。搬送台車１
２をレール１１ａ、１１ｂに沿って走行させる場合に
は、モータ１７を駆動して４個のユニット１８ａ〜１８
ｄ（４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄ）を磁束が移動方
向Ｐに対して垂直になるようにする。なお、図３及び図
４に示されるように、各ユニット１８ａ〜１８ｄにはス
トッパ１８ｔ、１８ｕがあり、各ユニット１８ａ〜１８
ｄが時計回り、あるいは反波形回りに９０度回転した位
置でこれを受けるようになっている。
【００２８】この状態が図１１に示されている。次いで
浮上用磁石１５ａ〜１５ｄに電流を供給し、搬送台車１
２を１１ａ、１１ｂから浮上させる。それから、リニア
モータ５０により搬送台車１２を１１ａ、１１ｂに沿っ
て走行させる。このとき、図８の如く搬送台車１２がレ
ール１１の継ぎ目Ｊに差し掛かると、不平行四辺形上の
位置にある浮上用磁石のうちの先頭の浮上用磁石１５ａ
が最初にレール１１の継ぎ目Ｊを通過する。そこで、浮
上用磁石１５ａに属するギャップセンサ１６ａの継ぎ目
検出手段は継ぎ目Ｊを検出し、制御装置２０の浮上制御
部３３は即座にこの先頭の浮上用磁石１５ａに対する電
流供給を停止する。
【００２９】先頭の浮上用磁石１５ａは、その電磁石１
４に電流が流れなくなりフリーの状態となる。この時他
の３個の浮上用磁石１５ｂ〜１５ｄは関連するギャップ
センサ１６ｂ〜１６ｄの出力に応じて所望のギャップを
保つように制御されている。従って搬送台車１２は絶え
ず水平な状態を保って走行する。また、電池１９の消費
電流は増加しない。
【００３０】そして、先頭の浮上用磁石１５ａは継ぎ目
Ｊを通過後にギャップセンサ１６ａは再びギャップＧを
検知する様になり、その電磁石１４の電流制御を開始す
る。次に２番目の浮上用磁石１５ｂが継ぎ目Ｊを通過す
る様になったときにも、先頭の浮上用磁石１５ａと同様
な制御を行う。このように、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄ
を不平行四辺形上の位置に配置することにより、順次に
継ぎ目Ｊを通過することができる。
【００３１】また、図１１に示すように、搬送台車１２
がレール１１ａ、１１ｂから、レール１１ｃ、１１ｄへ
乗り換えるときには、モータ１７を駆動して磁束の向き
が移動方向と垂直になるように浮上用磁石１５ａ〜１５
ｄを９０度回転させる。すると、搬送台車１２の向きは
同じままで、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄのみをレール１
１ｃ、１１ｄに適合させることができる。この場合、浮
上用磁石１５ａ〜１５ｄとレール１１ｃ、１１ｄとの関
係は、上記した浮上用磁石１５ａ〜１５ｄとレール１１
ａ、１１ｂとの関係と同じようになり、自動調心作用を
行わせることができる。
【００３２】図１１から図２２は本発明の第２実施例を
示す図である。図１２及び図１３の磁気浮上搬送装置
は、前実施例のものと同様に、２本のレール１１ａ、１
１ｂと、レール１１ａ、１１ｂに沿って走行する搬送台
車１２、リニアモータの一次巻線５０及び二次導体５１
と、４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄとからなる。４個
の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄは四角形をなすように搬送
台車１２に取り付けられる。各浮上用磁石１５ａ〜１５
ｄは上記したのと同様に中央の永久磁石１３と、その両
側に配置された電磁石１４とからなる。また、搬送台車
１２には、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの電磁石１４を励
磁するための電池１９及び制御装置が搭載され、さらに
ウエハのカセット２１ａを支持することができる支持部
２２が設けられている。
【００３３】ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄが各浮上用
磁石１５ａ〜１５ｄと関連して設けられ、さらに、ギャ
ップセンサ１６ａ〜１６ｄとは別の継ぎ目センサ５６ａ
〜５５ｄが各浮上用磁石１５ａ〜１５ｄと関連して設け
られる。ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄは上記したもの
と同様のものである。継ぎ目センサ５６ａ〜５５ｄは図
１３に示されるようにギャップセンサ１６ａ〜１６ｄよ
りも長いものであり、例えば図１４に示されるように、
複数の光ファイバからなる発光部アレイ５６ｐと複数の
光ファイバからなる受光部アレイ５６ｑとを組み合わせ
たものである。発光部アレイ５６ｐ及び受光部アレイ５
６ｑはそれぞれ発光器及び受光器（図示せず）に接続さ
れる。従って、発光器から発した光をレール１１ａ、１
１ｂで反射させ、反射光を受光器で検出ことによりレー
ル１１ａ、１１ｂの継ぎ目Ｊを検出するものである。
【００３４】この実施例では、図１３に示されるよう
に、４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄは矩形を形成し、
その向かい合う二辺（図１３ではレール１１ａ、１１ｂ
と一致する）が搬送台車１２の長手及び横中心線にそれ
ぞれ平行になるように形成されている。そして、搬送台
車１２の長手中心線はレール１１ａ、１１ｂと平行であ
り、４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄが形成する四角形
のうちの向かい合う第１及び第２の辺は該長手中心線の
両側にあり、該第１の辺（図１３ではレール１１ａと一
致する）の上にある２組の該ギャップセンサ１６ａ、１
６ｂ及び継ぎ目センサ５６ａ、５６ｂは関連する浮上用
磁石１５ａ、１５ｂよりも移動方向Ｐで見て前方にあ
る。また、第２の辺（図１３では１１ｂと一致する）の
上にある２組のギャップセンサ１６ｃ、１６ｄ及び継ぎ
目センサ５６ｃ、５６ｄは関連する浮上用磁石１５ｃ、
１５ｄよりも移動方向Ｐでで見て後方にある。
【００３５】さらに、各ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄ
及び各継ぎ目センサ５６ａ〜５５ｄは、搬送台車１２の
横中心線に平行な線上にある。そして、各継ぎ目センサ
５６ａ〜５６ｄは搬送台車１２の長手中心線の方向に各
ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄよりも長く、そして、各
ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄは各継ぎ目センサ５６ａ
〜５６ｄのほぼ中心の位置に配置される。
【００３６】本発明においては、搬送台車１２が十分な
剛性をもっていれば４個のギャップセンサ１６ａ〜１６
ｄは一平面上にある。これを利用して、４個のギャップ
センサ１６ａ〜１６ｄを三次元の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で
あらわし、３個の既知のギャップＧの値から、残りの１
個の未知のギャップＧの値を求めることができる。実施
例においては、４個のギャップセンサ１６ａ〜１６ｄに
ついてそのような計算を行い、その後でさらに補正を行
うことにより各浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの正確なギャ
ップを求めている。
【００３７】平面の式は、Ｐ1 Ｘ＋Ｐ2 Ｙ＋Ｐ3 Ｚ＝Ｐ
4 で一般的に示される。ここで、Ｘ軸は搬送台車１２の
長手中心軸線方向とし、Ｙ軸は搬送台車１２の横中心軸
線方向とし、４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの中心を
Ｘ、Ｙ軸の原点とする。Ｚ軸はレール１１ａ、１１ｂと
垂直方向とし、レール１１ａ、１１ｂの下面をＺ軸の原
点とする。この計算の手順は図２２を参照して後で説明
する。
【００３８】図１５から図１７は、４組の浮上用磁石１
５ａ〜１５ｄ、ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄ、及び継
ぎ目センサ５６ａ〜５５ｄのジオメトリを示す図であ
る。Ａは長手方向の２つの浮上用磁石１５ａ、１５ｄ
（又は１５ｂ、１５ｃ）間の距離、Ｂは各浮上用磁石１
５ａ〜１５ｄと各ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄとの間
の距離、Ｃは横方向の２つの浮上用磁石１５ａ、１５ｂ
（又は１５ｃ、１５ｄ）間の距離である。
【００３９】Ｌa 〜Ｌd は各浮上用磁石１５ａ〜１５ｄ
とレール１１ａ、１１ｂとの間の距離（ギャップ）、ｌ
a 〜ｌd は各ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄとレール１
１ａ、１１ｂとの間の距離（ギャップ）である。搬送台
車１２はレール１１ａ、１１ｂに対して傾くことがあ
り、角度φをなす。
【００４０】図１６及び図１７から、三角関係により、 Ｌa ＝ｌa −Ｂ（ｌa −ｌb ）／Ａ Ｌb ＝ｌb −Ｂ（ｌa −ｌa ）／Ａ Ｌc ＝ｌc −Ｂ（ｌc −ｌd ）／Ａ Ｌd ＝ｌd −Ｂ（ｌc −ｌd ）／Ａ が成立する。すなわち、ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄ
が浮上用磁石１５ａ〜１５ｄとはずれた位置にあって
も、上記式から浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの位置を正確
に求めることができる。
【００４１】図２０は制御装置２０の一部を示し、図２
１は制御装置の残りの部分を示す図である。図２０は各
ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄの出力ｌa 〜ｌd 、及び
各継ぎ目センサ５６ａ〜５６ｄの出力Ｈ、Ｌが制御装置
２０に入力されたところを示す図である。各ギャップセ
ンサ１６ａ〜１６ｄの出力ｌa 〜ｌd はギャップＧに比
例するアナログ量である。
【００４２】図１８は継ぎ目センサ５６ａの出力の一例
を示している。継ぎ目センサ５６ａの出力は通常はロー
（Ｌ）である。図１８の時点ＭとＮの間で継ぎ目センサ
５６ａの出力はハイ（Ｈ）になる。図１８の時点Ｍは、
図１９の（Ａ）に示されるように継ぎ目センサ５６ａの
先端がレール１１ａ、１１ｂの継ぎ目Ｊを通ったときで
あり、図１８の時点Ｎは図１９の（Ｂ）に示されるよう
に継ぎ目センサ５６ａの後端がレール１１ａ、１１ｂの
継ぎ目Ｊを通ったときである。その他の継ぎ目センサ５
６ｂ〜５６ｄについても同様である。
【００４３】図２０は、継ぎ目センサ５６ａの出力はハ
イ（Ｈ）になった場合を示しており、残りの継ぎ目セン
サ５６ｂ〜５６ｄの出力はロー（Ｌ）である。その他の
継ぎ目センサ５６ｂ〜５６ｄの出力がハイ（Ｈ）になっ
た場合にも同様である。１つの継ぎ目センサ５６ａの出
力がハイ（Ｈ）になると、制御装置２０は、その継ぎ目
センサ５６ａと関連するギャップセンサ１６ａの出力ｌ
a を無効にし、残ったギャップセンサ１６ｂ〜１６ｄの
出力ｌb 〜ｌd のみをさらに次のステップに進める。
【００４４】図２１においては、制御装置２０は、Ａ／
Ｄコンバータ２０ａ、ＣＰＵ２０ｂ、Ｄ／Ａコンバータ
２０ｃ、及びドライバ２０ｄを含む。図２０の制御装置
の部分の出力ｌb 〜ｌd は、Ａ／Ｄコンバータ２０ａに
入力され、Ａ／Ｄコンバータ２０ａはそのデジタル値を
ＣＰＵ２０ｂに出力し、ＣＰＵ２０ｂは入力値ｌb 〜ｌ
d に応じて浮上用磁石１５ｂ〜１５ｄへの電流供給値Ｕ
b 〜Ｕd を計算するとともに、３つの入力値ｌb 〜ｌd
から継ぎ目Ｊを通っているギャップセンサ１６ａのギャ
ップを推定し、該浮上用磁石１５ａへの供給電流Ｕa を
提供する。ドライバ２０ｄは計算された電流供給値Ｕa
〜Ｕd を浮上用磁石１５ａ〜１５ｄへ供給する。
【００４５】図２２はＣＰＵ２０ｂで実施する制御のフ
ローチャートを示す図である。ＣＰＵ２０ｂは、ステッ
プ６０において、ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄの出力
ｌa〜ｌd を取り込む。ステップ６１において、４個の
入力ｌa 〜ｌd があるかどうかを判定する。ステップ６
１でイエスであれば、どの継ぎ目センサ５６ａ〜５６ｄ
も継ぎ目Ｊを検出していないと判断してステップ６５へ
進む。ステップ６１でノーであれば、いずれかの継ぎ目
センサ５６ａ〜５６ｄが継ぎ目Ｊを検出していると判断
してステップ６２へ進む。図２０及び図２１はこの場合
を示している。
【００４６】ステップ６２では、平面の式Ｐ1 Ｘ＋Ｐ2
Ｙ＋Ｐ3 Ｚ＝Ｐ4 に３入力値を代入する。なお、ここで
は、３個のギャップセンサ１６ａ〜１６ｄについて、Ｘ
座標、及びＹ座標は図１５の関係から既知であり、Ｚ座
標は検出値ｌb 〜ｌd である。従って、３個のギャップ
センサ１６ａ〜１６ｄについて３つの式ができる。この
場合、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 が未知数であり、３つの
式から４つの未知数を求める場合、ステップ６３に示さ
れるように、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 の１つを基準とし
た関数関係（比例関係）、Ｐ2 ＝ｆ1 （Ｐ1 ）、Ｐ3 ＝
ｆ2 （Ｐ1 ）、Ｐ4 ＝ｆ3 （Ｐ1 ）が成立する。
【００４７】従って、平面の式Ｐ1 Ｘ＋Ｐ2 Ｙ＋Ｐ3 Ｚ
＝Ｐ4 に、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4、及びギャップセン
サ１６ａのＸ座標及びＹ座標の値を代入すると、ギャッ
プセンサ１６ａのＺ座標、すなわちギャップセンサ１６
ａのギャョプＧが推定でき、これをｌa とする。
【００４８】それからステップ６５に進み、またステッ
プ６１から直接にステップ６５に進んだ場合にも、ｌa
〜ｌd から上記した関係によりＬa 〜Ｌd を計算する。
Ｌa〜Ｌd は各浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの補正された
ギャップである。それからステップ６６に進み、Ｌa 〜
Ｌd から各浮上用磁石１５ａ〜１５ｄに供給すべき電流
Ｕa 〜Ｕd を計算する。
【００４９】
【発明の効果】本発明に依れば、ギャップ検出手段の出
力に応じて浮上用磁石へ供給する電流を制御するととも
に、継ぎ目検出手段によりレールの継ぎ目が検出された
ときにギャップ検出手段の出力を無効にし且つ継ぎ目検
出手段によりレールの継ぎ目が検出されたときにギャッ
プ検出手段の出力を有効にするようにしたので、レール
の継ぎ目においては、ギャップ検出手段の不安定な出力
のままに浮上用磁石へ供給する電流を増大することがな
くなり、搬送台車の姿勢を安定的に保持し、電池の寿命
を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す平面図である。
【図２】図１の線II─IIに沿った断面図である。
【図３】図１及び図２の浮上用磁石及びギャップセンサ
のユニットの詳細図である。
【図４】図３の矢印ＩＶから見た側面図である。
【図５】図３のギャップセンサを通る断面図である。
【図６】光学式ギャップセンサの例を示す図である。
【図７】磁気式ギャップセンサの例を示す図である。
【図８】図２の線VIII─VIIIに沿った断面図である。
【図９】レールの継ぎ目を示す図である。
【図１０】図１の磁気浮上搬送装置の制御装置を示す図
である。
【図１１】図１の磁気浮上搬送装置を交差するレールで
使用する例を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施例を示す側面図である。
【図１３】図１２の平面図である。
【図１４】図１２の継ぎ目センサの斜視図である。
【図１５】図１２及び図１３の各部材のジオメトリを示
す図である。
【図１６】図１３の線XVI ─XVI に沿った断面図であ
る。
【図１７】図１３の線XVII─XVIIに沿った断面図であ
る。
【図１８】図１２の継ぎ目センサの出力を示す図であ
る。
【図１９】図１２の継ぎ目センサがレールの継ぎ目を通
過するところを示す図であり、（Ａ）は継ぎ目センサの
先端がレールの継ぎ目を通過するところを示す図、
（Ｂ）は継ぎ目センサの後端がレールの継ぎ目を通過す
るところを示す図である。
【図２０】図１２の磁気浮上搬送装置の制御装置の一部
を示す図である。
【図２１】図１２の磁気浮上搬送装置の制御装置の残り
の部分を示す図である。
【図２２】図１２の磁気浮上搬送装置の制御のフローチ
ャートを示す図である。
【符号の説明】
１１ａ、１１ｂ…レール １２…搬送台車 １５ａ〜１５ｄ…浮上用磁石 １６ａ〜１６ｄ…ギャップセンサ １７…モータ １８…浮上用ユニット １９…電池 ２０…制御装置 ２１…支持部

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数個のレールエレメントを順次に接続
    してなる固定のレール（１１ａ、１１ｂ）と、該レール
    に沿って走行可能な搬送台車（１２）と、該搬送台車を
    該レールに対して磁気的に浮上させて支持するために該
    搬送台車に設けられた少なくとも１つの浮上用磁石（１
    ５ａ〜１５ｄ）と、該搬送台車と該レールとの間のギャ
    ップを検出するギャップ検出手段（１６ａ〜１６ｄ）
    と、該レールの隣接するレールエレメント間の継ぎ目を
    検出する継ぎ目検出手段（１６ａ〜１６ｄ、５６ａ〜５
    ６ｄ）と、該ギャップ検出手段の出力に応じて該浮上用
    磁石へ供給する電流を制御するとともに、該継ぎ目検出
    手段によりレールの継ぎ目が検出されたときに該ギャッ
    プ検出手段の出力を無効にし且つ該継ぎ目検出手段によ
    りレールの継ぎ目が検出されないときに該ギャップ検出
    手段の出力を有効にする制御手段（２０）とを備えたこ
    とを特徴とする磁気浮上搬送装置。
  2. 【請求項２】 該浮上用磁石（１５ａ〜１５ｄ）が永久
    磁石（１３）と電磁石（１４）との組み合わせからな
    り、該電磁石を駆動する電池（１９）が該搬送台車に設
    けられることを特徴とする請求項１に記載の磁気浮上搬
    送装置。
  3. 【請求項３】 該永久磁石（１３）及び電磁石（１４）
    が、該永久磁石が中央にあって２個の該電磁石が該永久
    磁石の両側に立ったＵ字形に配置されることを特徴とす
    る請求項２に記載の磁気浮上搬送装置。
  4. 【請求項４】 ４個の浮上用磁石（１５ａ〜１５ｄ）が
    四角形を形成するように該搬送台車（１２）に配置さ
    れ、ギャップ検出手段（１６ａ〜１６ｄ）がそれぞれ該
    浮上用磁石の上又はその近傍に配置されることを特徴と
    する請求項１に記載の磁気浮上搬送装置。
  5. 【請求項５】 該ギャップ検出手段及び該継ぎ目検出手
    段が単一のギャップセンサ（１６ａ〜１６ｄ）からな
    り、該継ぎ目検出手段は該ギャップセンサで検出したギ
    ャップが所定値以上のときにレールの継ぎ目があると検
    出することを特徴とする請求項４に記載の磁気浮上搬送
    装置。
  6. 【請求項６】 該ギャップセンサ（１６ａ〜１６ｄ）が
    各浮上用磁石（１５ａ〜１５ｄ）の中心に配置され、該
    浮上用磁石はその中心のまわりで回転可能に構成され、
    該搬送台車が同じ向きのままで該浮上用磁石を回転させ
    ることにより交差するレールに沿って走行可能にしたこ
    とを特徴とする請求項５に記載の磁気浮上搬送装置。
  7. 【請求項７】 該浮上用磁石（１５ａ〜１５ｄ）は所定
    の向きの磁束を発生し、該磁束の向きが該搬送台車（１
    ２）の進行方向に対して垂直となるように該浮上用磁石
    の角度位置を制御する駆動手段（１７）を有することを
    特徴とする請求項６に記載の磁気浮上搬送装置。
  8. 【請求項８】 該４個の浮上用磁石（１５ａ〜１５ｄ）
    が形成する四角形が、不平行四辺形であり、且つ向かい
    合う二辺が該搬送台車（１２）の長手及び横中心線に関
    してそれぞれ対称になるように形成されていることを特
    徴とする請求項７に記載の磁気浮上搬送装置。
  9. 【請求項９】 該４個の継ぎ目検出手段（１６ａ〜１６
    ｄ）の内の１つがレールの継ぎ目（Ｊ）を検知している
    間は、該制御手段（２０）は、該レールの継ぎ目を検出
    している継ぎ目検出手段と関連するギャップ検出手段の
    出力を無効にするとともに、浮上用磁石への電流供給を
    停止するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の
    磁気浮上搬送装置。
  10. 【請求項１０】 該４個の浮上用磁石（１５ａ〜１５
    ｄ）の形成する四角形の向かい合う二辺が該搬送台車
    （１２）の長手及び横中心線にそれぞれ平行になるよう
    に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の磁
    気浮上搬送装置。
  11. 【請求項１１】 該搬送台車の長手中心線は該レールと
    平行であり、該４個の浮上用磁石（１５ａ〜１５ｄ）が
    形成する四角形のうちの向かい合う第１及び第２の辺は
    該長手中心線の両側にあり、該第１の辺の上にある２組
    の該ギャップ検出手段（１６ａ〜１６ｂ）及び該継ぎ目
    検出手段（５６ａ〜５６ｂ）は関連する浮上用磁石（１
    ５ａ〜１５ｂ）よりも一定の進行方向で見て前方にあ
    り、該第２の辺の上にある２組の該ギャップ検出手段
    （１６ｃ〜１６ｄ）及び該継ぎ目検出手段（５６ｃ〜５
    ６ｄ）は関連する浮上用磁石（１５ｃ〜１５ｄ）よりも
    該一定の進行方向で見て後方にあることを特徴とする請
    求項１０に記載の磁気浮上搬送装置。
  12. 【請求項１２】 該ギャップ検出手段はギャップセンサ
    （１６ａ〜１６ｄ）からなり、該継ぎ目検出手段は該ギ
    ャップセンサとは別の継ぎ目センサ（５６ａ〜５６ｄ）
    からなることを特徴とする請求項１１に記載の磁気浮上
    搬送装置。
  13. 【請求項１３】 該ギャップセンサ（１６ａ〜１６ｄ）
    及び該継ぎ目センサ（５６ａ〜５６ｄ）は、該搬送台車
    （１２）の横中心線に平行な線上にあることを特徴とす
    る請求項１２に記載の磁気浮上搬送装置。
  14. 【請求項１４】 該継ぎ目センサ（５６ａ〜５６ｄ）は
    該搬送台車（１２）の長手中心線の方向に該ギャップセ
    ンサ（１６ａ〜１６ｄ）よりも長いことを特徴とする請
    求項１３に記載の磁気浮上搬送装置。
  15. 【請求項１５】 該ギャップセンサ（１６ａ〜１６ｄ）
    は該継ぎ目センサ（５６ａ〜５６ｄ）のほぼ中心の位置
    に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の磁気
    浮上搬送装置。
  16. 【請求項１６】 該４個の継ぎ目検出手段（５６ａ〜５
    ６ｄ）の内の一つがレール（１１ａ、１１ｂ）の継ぎ目
    （Ｊ）を検知している間は、該レールの継ぎ目を検出し
    ている継ぎ目検出手段（５６ａ）と関連するギャップ検
    出手段（１６ａ）の出力が無効にされるとともに、該レ
    ールの継ぎ目を検出している継ぎ目検出手段（５６ａ）
    と関連するギャップ検出手段（１６ａ）とは別の３個の
    ギャップ検出手段（１６ｂ〜１６ｄ）からの出力により
    該浮上用磁石への供給電流を補正するようにしたことを
    特徴とする請求項１５に記載の磁気浮上搬送装置。
  17. 【請求項１７】 該４個のギャップ検出手段が一平面上
    にあり、該４個のギャップ検出手段の三次元の位置
    （Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、平面の式Ｐ1 Ｘ＋Ｐ2 Ｙ＋Ｐ 3 Ｚ＝
    Ｐ4 とから、該レールの継ぎ目を検出している継ぎ目検
    出手段（１６）と関連する該ギャップ検出手段のギャッ
    プを推定することを特徴とする請求項１６に記載の磁気
    浮上搬送装置。
  18. 【請求項１８】 複数個のレールエレメントを順次に接
    続してなる固定のレール（１１ａ、１１ｂ）と、該レー
    ルに沿って走行可能な搬送台車（１２）と、該搬送台車
    を該レールに対して磁気的に浮上させて支持するために
    該搬送台車に設けられた少なくとも１つの浮上用磁石
    （１５ａ〜１５ｄ）と、該浮上用磁石に電流を供給する
    ための電池（１９）と、該搬送台車と該レールとの間の
    ギャップを検出するギャップ検出手段（１６ａ〜１６
    ｄ）と、該ギャップ検出手段の出力に応じて該浮上用磁
    石へ供給する電流を制御する制御手段（２０）とからな
    り、該浮上用磁石（１５ａ〜１５ｄ）は４個あって、該
    ４個の浮上用磁石が四角形を形成するように該搬送台車
    に配置され、該４個の浮上用磁石が形成する四角形が、
    不平行四辺形であり、且つ向かい合う二辺が該搬送台車
    の長手及び横中心線に関してそれぞれ対称になるように
    形成され、該ギャップ検出手段がそれぞれ該浮上用磁石
    の上又はその近傍に配置されることを特徴とする磁気浮
    上搬送装置。
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