JPH0687603B2 - 浮上式搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、小物類を搬送するのに好適な浮上式搬送装置
に係わり、特に省スペース化及び搬送時間の短縮化を図
れるようにした浮上式搬送装置に関する。

（従来の技術） 近年、オフィスオートメーション、ファクトリオートメ
ーションの一環として、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、オフィスの環
境を損うものであってはならず、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
ように構成されている。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
搬送車を磁気的吸引力を用いて支持する方式は、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。

ところで、通常のオフィス環境においては多数の障害物
が存在するため、搬送路の構成が複雑になる場合が多
い。また、搬送路上の複数の搬送車の行先も様々で、そ
れぞれの搬送車が搬送路上でなるべく互いに干渉しない
ように搬送路を形成し、また、各搬送車の走行を制御し
なければならない。これらの点を考慮すると、搬送路に
分岐を設けて本線上の複数の搬送車をそれぞれの搬送先
を経由する支線に別けてやることが望ましい。

しかし、この場合、通常行なわれているように搬送車を
走行状態のまま分岐させようとすると、分岐部分に曲線
区間を設けたり、軌道の一部を分岐方向に機械的に移動
させなければならず、分岐部分が大形化し、搬送路の省
スペース化が著しく損われてしまう。また、狭いオフィ
ス環境にあっては、このような分岐を多数設けることが
できないので、結局、搬送路上で複数の搬送車が互いに
干渉する確率が高くなり、この干渉を防ぐように各搬送
車の走行を制御するため、各々の搬送車を目的地点まで
移動させるのに時間がかかってしまう。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来の浮上式搬送装置にあっては、分岐部
分が大形化するために、省スペース化が図れず、しかも
搬送経路が互いに干渉することによって速やかに目的点
へ移動させることが困難であるという問題があった。

本発明は、かかる事情に基づきなされたもので、その目
的とするところは、搬送装置の省スペース化及び搬送時
間の短縮化を図れる浮上式搬送装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、強磁性体で形成されて搬送車をガイドするガ
イドレールが、搬送車を水平面内で回転させる時に磁気
支持ユニットが描く軌跡に沿う如く形成されたロータリ
ー結合部と、このロータリー結合物を介して接続された
複数の分岐路とを備えている。ロータリー結合部には、
搬送車を回転方向及び各分岐路方向に駆動する駆動装置
を設けている。

（作用） 搬送車がガイドレールのロータリー結合部に差し掛かる
と、駆動装置により搬送車が制動される。搬送車が静止
した後、搬送車を駆動装置によって水平面内で回転させ
ると、搬送車は非接触磁気支持状態のままロータリー結
合部に沿って回転する。搬送車の車体が目的とする分岐
路に向いた後、駆動手段で上記搬送車をその分岐路に向
けて駆動すると、搬送車は、従来の進行方向から分岐路
に沿う経路に方向転換し、その状態で走行する。つまり
搬送車はロータリー結合部において極めて小さなスペー
スで方向転換される。

（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。

第１図に示すように、この装置は、オフィス空間を障害
物を避けるように敷設された強磁性体のガイドレール１
の下側に、上記ガイドレール１に沿って走行自在に搬送
車２を配し、この搬送車２のガイドレール１に対する磁
気的吸引力で搬送車２をガイドレール１に対して非接触
状態で支持し、更にガイドレール１に沿って所定の間隔
で設けられた図示しない移動力付与手段によって上記搬
送車２を駆動するようにしたものである。また、この装
置には、後述するガイドレール１の分岐部Ａにおいて搬
送車２を分岐制御するための図示しない搬送車走行制御
装置が設けられている。

搬送車２は、ガイドレール１の下面と対向配置された基
台11と、この基台11の上面四隅位置にそれぞれ配置され
た４つの磁気支持ユニット12a,12b,12c,12dと、上記基
台11の下面に支持された搬送車本体13と、上記基台11の
上面中央部に配置された二次導体14とで構成されてい
る。

４つの磁気支持ユニット12a〜12dは、第２図にも示すよ
うに上記基台11上面で図示しないボルトおよび台座21を
用いて前記基台11に取付けられている。これら磁気支持
ユニット12a〜12dは、上端部がガイドレール１の下面と
対向するように図中矢印で示す搬送車２の進行方向と直
交する線上に配置された２つの電磁石22,23と、これら
電磁石22,23の各下部側面間を磁気的に連結する永久磁
石24とで構成されており、全体としてＵ字状をなすもの
である。各電磁石22,23は、強磁性体で形成された継鉄2
5と、この継鉄25に巻装されたコイル26とで構成されて
おり、各コイル26は、電磁石22,23によって形成される
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。なお、これら磁気支持ユニット12a〜12dには、電
磁石22,23の上端面とガイドレール２の下面との間の空
隙長を検出する光学ギャップセンサ27が取付けられてい
る。

一方、搬送車本体13には、４つの光学ギャップセンサ27
の出力に基づいて各磁気支持ユニット12a〜12dの励磁電
流をそれぞれ制御するための図示しない浮上安定化制御
装置や、定電圧発生装置、電力供給源である小容量電源
等が搭載されている。

二次導体14は前述した移動力付与手段となる図示しない
リニア誘導電動機の可動体と、分岐部Ａに設けられた後
述するところの駆動手段である３つのリニア誘導電動機
の可動体とを兼ねるものであり、装置の稼働時において
は、これらリニア誘導電動機の固定子と僅かのギャップ
を介して対向する高さに配置されている。

一方、ガイドレール１は、断面が逆Ｕ字状に形成され搬
送車の移動空間を保護する軌道枠31の上部壁下面に配置
されている。このガイドレール２は、２本のレール体32
a,32bを平行に敷設してなる３本の分岐路33a,33b,33c
と、分岐部Ａにおいてこれら分岐路33a〜33cを結合する
ロータリー結合板34とを所定の方法で結合して構成され
ている。各分岐路33a〜33cは、進行方向に向かって左右
の磁気支持ユニット12b（12d）,12a（12c）が丁度下側
に位置し得る間隔で、かつ磁気支持ユニット12a〜12dと
同一幅を有している。そして、分岐路33a,33cは同一線
上に配置され、分岐路33bは、これら分岐路33a,33cに対
して90°をなす角度で配置されている。これら分岐路33
a〜33cは、オフィスへの据付け作業を容易化するために
分割構造となっている。ロータリー結合板34は、第３図
ににも示すように、分岐路33a,33cと同一幅で同一間隔
の結合軌道35a,35bと分岐路33bと同一幅で同一間隔の結
合軌道36a,36bとを略直角に交差させて井形に構成した
ものと、搬送車２の対角方向の長さを直径とする円環状
軌道37とを一体形成したものである。円環状軌道37と各
結合軌道35a,35b,36a,36bとの交差部Ｂでは磁気支持ユ
ニット12a〜12dで形成される磁気回路の磁気抵抗が低い
ため、この交差部Ｂの存在によって分岐部Ａに進入して
くる搬送車２の一時停止部としての位置決めを容易なら
しめている。なお、円環状軌道37の外周部と分岐路33a
の一方の側端部との交差する部分、及びこの部分とは18
0°反対側の部分には切欠き部38が形成されている。こ
の切欠き部38は、直進若しくは回転状態にある搬送車２
の車体の向きが各分岐路33a〜33cの延在する方向と一致
したときに位置決め機能をなすように磁気抵抗を増すた
めに設けられている。この切欠き部38は第３図中点線で
示すように十分な量を切欠いたものではなく、所定の張
出し部39が残されている。この張出し部39は、磁気支持
ユニット12a〜12dが交差部Ｂに差し掛かった時に、磁気
支持ユニット12a〜12bが磁気抵抗の低い側（切欠き部38
の無い側）に引張られて搬送車２が振動するのを防止す
ることを目的としたものである。

軌道枠31の分岐部Ａの上部壁には、上記ロータリー結合
板34の中央孔40よりも若干大きめの角形孔41が穿設され
ており、この角形孔41を上面から閉塞する支持板42の下
面に、上記ロータリー結合板34の中心孔40に臨むように
４つのリニア誘導電動機の固定子43a,43b,43c,43dが固
定されている。これら固定子43a〜43dは搬送車２に装着
された二次導体14とともに前述した分岐部Ａにおける駆
動手段を構成するものである。これら４つの固定子43a
〜43dは、 形に配置されている。このように配置すると、固定子の
幅を広くできるうえ、有効巻線長を最も長く取ることが
できるからである。この駆動手段は、４つの固定子43a
〜43dの付勢によって搬送車２に回転方向（第３図にお
いては反時計回り）の駆動力を付与し、平行配置された
２つの固定子43a,43c（43b,43d）の選択的な付勢によっ
て任意の分岐路33a〜33cへの押出し力を付与するもので
ある。一方、ロータリー結合板34の円環状軌道37と各結
合軌道35a,35b,36a,36bとの間の４つの周囲孔44a,44b,4
4c,44dの切欠き部38よりの位置には、光センサ45a,45b,
45c,45dがそれぞれ配置されている。これら光センサ45a
〜45bは搬送車２の二次導体14を検出する反射式の光セ
ンサである。これら４つの光センサ45a〜45dで分岐部Ａ
に対する搬送車２の位置を検出し、これに基づいて４つ
の固定子43a〜43dを前述した搬送車走行制御装置で制御
する。第４図に分岐部Ａにおける制御を実現する構成例
を示す。

すなわち、各光センサ45a〜45dからの検出信号はマイク
ロコンピュータ51に入力される。一方、３相交流電源52
には、スライダック53を介して４つの固定子43a〜43dお
よびサイリスタスイッチ54a〜54dの直列回路が並列に接
続されている。マイクロコンピュータ51は、４つの光セ
ンサ45a〜45dの現在の検出状況と内部メモリに記憶され
た過去の検出情報とに基づいてサイリスタスイッチ54a
〜54dを選択的にスイッチングして固定子43a〜43dに選
択的に電源電圧を供給する。なお、この時、固定子43a
〜43dの移動磁界進行方向も同時に制御される。

次に、以上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、制御装置は永久磁石24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22,23に発
生させるとともに、磁気支持ユニット12a〜2dとガイド
レール１との間に所定の空隙長を維持させるべく励磁コ
イル26に流す電流を制御する。これによって、第２図に
示すように、永久磁石24〜継鉄25〜空隙Ｐ〜ガイドレー
ル１〜空隙Ｐ〜継鉄25〜永久磁石24の経路からなる磁気
回路が形成される。ギャップ長は、搬送車２など被支持
体の重量と、永久磁石24の起磁力による磁気支持ユニッ
ト12a〜12d〜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。制御装置は、このギャ
ップ長を維持すべく電磁石22,23の励磁電流制御を行
う。これによって、いわゆるゼロパワー制御がなされる
ことになる。

いま、搬送車２が分岐路33aに沿って走行中であって、
移動力付与手段である図示しないリニア誘導電動機の固
定子の真下にあるとして、この固定子を付勢すると、二
次導体14が固定子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の分岐路33aに
沿って走行し始める。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が配置されていれば、
搬送車２は再度付勢されて分岐路33aに沿った移動を持
続させる。

搬送車２が分岐部Ａに差し掛かると、先ず第５図に示す
ように光センサ45cが二次導体14を検出する。マイクロ
コンピュータ51は、固定子43a,43cを図中矢印の方向に
付勢して搬送車２を進行方向に駆動する。搬送車２が第
６図に示す位置まで移動すると、光センサ45a,45cが二
次導体14を検出するので、マイクロコンピュータ51は、
全ての固定子43a〜43dを付勢して、搬送車２に反時計回
りの回転力を付与する。この結果、搬送車２の速度が余
り高くないときには、搬送車２は、磁気抵抗の最も少な
いロータリー結合板34の交差部Ｂに磁気支持ユニット12
a〜12dが差掛かった時に停止し、次に回転する。しか
し、搬送車２の速度が高い場合には、第７図に示すよう
に搬送車２は分岐部Ａを通り過ぎてしまう。この時、光
センサ45cが二次導体14を検出しなくなるので、マイク
ロコンピュータ51は、固定子43a,43cを付勢して搬送車
２に進行方向とは逆向きの駆動力を与える。これによっ
て搬送車２が分岐部Ａに戻ったら光センサ45a,45cが二
次導体14を検出するので、マイクロコンピュータ51は全
ての固定子43a〜43dを付勢する。この結果、搬送車２
は、第８図に示すように円環状軌道37に沿って反時計回
りに回転する。搬送車２が第９図に示す位置まで回転す
ると、切欠き部38の作用によって搬送車２は停止する。
この時、光センサ45b,45dが二次導体14を検出するの
で、マイクロコンピュータ51は、固定子53b,53dを付勢
して搬送車２を分岐路33bの方向に押し出す。この結
果、搬送車２は分岐路33bに沿って移動する。そして、
第10図に示すように、全ての光センサ45a〜45dが二次導
体14を検出しなくなったら、固定子43b,43dの励磁が停
止される。なお、この分岐部Ａに搬送車２が図中右側か
ら若しくは同下側から浸入した場合でも、同様の励磁制
御によって目的とする経路に搬送車２を進行させること
ができる。

上記の本実施例によれば、搬送車２が分岐する際に要す
るスペースが非常に少なくて済み、これに附随して搬送
路に多数の分岐を比較的密に設けることもできるので、
多数の搬送車２の搬送先への搬送経路が互いに干渉する
確率を減少させることができる。また、この実施例によ
れば、搬送車を浮上状態のまま分岐させることができる
うえ、軌道を動かしたりすることがないので、分岐の際
に騒音や粉塵の発生を防止できるという浮上式搬送装置
の本来の目的をも何等損はない。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。上記実施例では分岐路が３本の場合について説明し
たが、第11図に示すように、分岐路33a〜33dが４本の場
合にも適用可能であることは勿論である。また、駆動手
段としてのリニア誘導電動機の配置についても任意であ
る。また、駆動装置は、例えば第12図に示すようにエア
ーノズル62を所定の位置に複数配置して、エアーの吹き
付けによる駆動を得るものでも良い。この場合、固定子
を配置するスペースが必要なくなるので、ロータリー結
合板34を単なる円板状とすることもできる。

さらには、本発明は、ガイドレールが２本の場合に適用
を限定されるものではなく、ガイドレールが３本以上の
場合にも適用可能であることはいうまでもない。また、
本発明は、磁気支持ユニットとして電磁石のみを用いた
浮上式搬送装置にも適用可能である。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、各分岐路がロータ
リー結合部で結合される構造であるため、分岐部に曲線
区間や可動部を必要とせず、省スペース化に大いに寄与
するととも、多くの分岐路を結合できる構造であるの
で、搬送経路が互いに干渉するのを防止でき、この結
果、多数の搬送車を短い時間で目的点まで搬送すること
ができる。

【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概略
構成を示す斜視図、第２図は同装置における磁気支持ユ
ニットの縦断面図、第３図は同装置における分岐部の一
部省略した平面図、第４図は同装置における分岐制御を
実現する回路のブロック図、第５図〜第10図は同装置の
分岐の際の動作を時系列的に説明するための部分的な平
面図、第11図及び第12図は本発明のそれぞれ多の実施例
を示す部分的な平面図である。 １……ガイドレール、２……搬送車、11……基台、12a
〜12d……磁気支持ユニット、13……搬送車本体、14…
…二次導体、31……軌道枠、32a,32b……レール体、33a
〜33c……分岐路、34……ロータリー結合板、43a〜43d
……固定子、45a〜45d……光センサ、Ａ……分岐部、Ｂ
……交差部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】強磁性体で形成されたガイドレールと、こ
   のガイドレールに沿って走行自在に配置された搬送車
   と、この搬送車に搭載されて前記ガイドレールの下面と
   空隙を介して対向する電磁石を備えた−または複数の磁
   気支持ユニットと、前記電磁石の励磁電流を制御して前
   記磁気支持ユニットが発生させる磁束が通る磁気回路を
   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、前記ガイドレールは、搬送車を水平面内で回転させ
   た場合の前記磁気支持ユニットの軌跡に沿う如く形成さ
   れたロータリー結合部と、このロータリー結合部を介し
   て接続された複数の分岐路とを備え、上記ロータリー結
   合部に前記搬送車を回転方向及び各分岐路方向に駆動す
   る駆動手段を設けたことを特徴とする浮上式搬送装置。
2. 【請求項２】駆動手段は、角形環状に配置された４つの
   固定子と搬送車に取付けられた二次導体とで構成される
   リニア誘導電動機であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の浮上式搬送装置。
3. 【請求項３】駆動手段は、ロータリー結合部と搬送車と
   の間の位置関係を検出する検出器を備え、該検出器の出
   力に基づいて前記搬送車に駆動力を付与するものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の浮上式搬
   送装置。
4. 【請求項４】検出器は、光学式センサであることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の浮上式搬送装置。
5. 【請求項５】ロータリー結合部は、その外周の一部に位
   置決め用の切欠き部を設けていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の浮上式搬送装置。