JPH0726704Y2 - 走行体の速度検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は例えば物品の搬送装置において、所定の軌道
に沿って走行する走行体の速度検出装置に関する。

（従来の技術） この種の走行体の速度制御を行なうのに、従来より走行
体と接触する速度検出用ローラの回転数をロータリーエ
ンコーダなどで検出したり、走行体に搭載される駆動モ
ータの回転速度をタコゼネレータなどで電圧信号として
検出するようにしたものなどが知られている。

しかしながら、速度検出用ローラとロータリーエンコー
ダのような接触形の速度検出器で速度を検出する場合に
は、速度検出用ローラの接触状態により検出精度が変化
するばかりでなく、走行体の振動などにより速度検出器
に故障が生じやすくなるなどの問題点を有する。

一方、駆動モータの回転速度から走行体の速度を検出す
るものについては、リニア誘導モータにより走行体を駆
動する場合などに適用することができず、また検出され
た速度が軌道のどの位置でのものかが特定できないなど
の問題点を有する。

以上のような問題点を解決するために、例えば特開昭63
−198505号公報には、軌道上の途中に非接触式センサを
設け、走行体に設けた梯子型スリットより構成される被
検知部の通過時に前記センサによりパルスを生成させて
速度を検知するという手法が提案されている。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記公報に開示されている手法は、半周
期中の点弧タイミングを変化させる交流電源の位相制御
を行っているため、低速時には0V付近での制御となり
トルクが不足する、高電圧のタイミングで点弧すると
駆動部に対して大きな突入電流が流れる、高電圧での
スイッチングを伴うために放射ノイズが発生する、など
という問題点を有する。

この考案は、上記問題を解決するためになされたもの
で、低速時でのトルク不足の解消、突入電流や放射ノイ
ズの低減を実現すると共に、電源波形の半周期全体を用
いて駆動を行うことにより、速度設定のためのパラメー
タを減らし、制御回路の簡単化によりマイクロコンピュ
ータ化を可能にした走行体の速度検出装置を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） この考案の走行体の速度検出装置は、上記目的を達成す
るために、交流電源によって駆動される走行体の走行す
る軌道の途中に設けられた非接触式センサと、走行体に
対しその走行方向に沿って設けられ、非接触式センサが
検出しうる複数の被検知部を一定間隔で配列した速度信
号発生手段と、速度信号発生手段に対して非接触式セン
サが生成する検出信号のパルス幅に基づき、走行体の走
行速度を検出する速度検出手段と、走行体のとるべき速
度と前記速度検出手段の検出速度との差分に基づき、加
速または減速を指示する加減速指示手段と、速度検出手
段の出力に応じて交流電源の出力波形の所定の複数周期
のうち数周期分を取り出す周期制御により、取り出した
前記数周期分を制御交流出力として生成する制御手段
と、加減速指示手段の出力が変化した場合には、制御手
段をリセットすることにより、当該時の速度検出手段の
出力に基づいた制御交流出力を直ちに生成させるリセッ
ト手段とを備えて構成されている。

（作用） この考案における制御手段は、速度検出手段の出力に応
じて交流電源に周期制御を施すので、周期制御に基づい
た速度制御が行われるとともに、加減速指示手段の出力
が変化した場合には、制御手段にリセットがかかること
によって当該時の速度検出手段の出力に基づいた制御交
流出力が直ちに生成される。

（実施例） 第１図はこの考案による走行体の速度検出装置の一実施
例の斜視図である。

この速度検出装置は、第５図に正面図で示すように、軌
道であるレール１上をリニア誘導モータ２で駆動されて
被搬送物を吊持して走行する走行体３に適用した場合を
示したものである。上記走行体３では第６図に側面図で
示すように、その主メンバー４の下部の前後に概形十字
状の台座５が水平面内で回動できるように取り付けられ
ている。そして、その台座５の左右にはレール１の上面
1aで支持される車輪６が設けられるとともに、台座５の
前後にはレール１の中央のガイド溝1bでガイドされるガ
イドローラ７が設けられている。また、上記主メンバー
４の上部には２次導体８が設けられる一方、レール１の
左右上端間に架け渡される支持部材９により、レール１
に沿って複数の１次巻線10が所定間隔をおいて配線され
ており、この１次巻線10と上記２次導体８とにより走行
体３をレール１上に推進駆動するリニア誘導モータ２が
構成されている。11は上記１次巻線10と２次導体８の間
を一定間隔に保つ吸着防止ローラであり、24は台座５の
中央部から垂設されコンテナ等の被搬送物を吊持するた
めの支持部材である。

以上のように構成された走行体３の上記主メンバー４の
一側部には、第１図に示すように同一の四角形をなす複
数のスリット12を一定のピッチで配列したプレート13
が、そのスリット12の配列方向を走行体３の走行方向に
向けて取り付けられている。一方、走行体３の上記プレ
ート13と対向するレール１の一側部には、プレート13に
対して上下にまたがるように光センサであるフォトカプ
ラ14が設けられ、このフォトカプラ14と上記スリット12
との組み合わせによって走行体３の速度が検出される。
すなわち、走行体３の通過に伴い、フォトカプラ14が被
検知部であるスリット12を光透過の断続により検出し、
その検出信号のパルス幅の長短（高速になるにつれてパ
ルス幅は短くなる）から速度を求めるようにしている。
そして、上記フォトカプラ14は、第７図に走行体３の軌
道の平面図で示すように、リニア誘導モータ２を構成す
る各２次巻線10の設置位置にそれぞれ対応させて配設さ
れている。

第2A図は第１図に示す走行体の速度検出装置の、速度検
出信号を処理して速度制御を行なう信号処理部のブロッ
ク図を示す。また、第３図は第2A図に示す信号処理部の
各部の波形を示す図である。

前述したように、フォトカプラ14とスリット12との組み
合わせによって、走行体３の速度に対応したパルス幅を
有する第３図（ａ）に示すような速度検出信号ａが生成
され、第2A図の積分回路15に与えられる。

積分回路15は、速度検出信号ａの各パルス波を、第３図
（ｂ）に示すような、そのパルス幅に対応するレベルの
電圧信号ｂに変換する。積分回路15は、速度検出信号ａ
の各パルスの立上りエッジおよび立下りエッジを検出す
るリセット回路19から立上りエッジに同期したリセット
信号を受けて、リセットされる。

比較器16は、積分回路15の出力である電圧信号ｂを与え
られる。また、基準電圧回路17の出力である基準電圧Ｖ
も与えられ、電圧信号ｂと基準電圧Ｖとの差分、つまり
速度検出装置で検出された実際の速度と目標とされる基
準速度との差を求める。なお基準電圧回路17は、基準電
圧Ｖを中央制御部100からの所望の速度指令信号に応じ
て可変設定できるように、例えば定電圧をボリュームに
より分圧して速度設定することができるように構成され
ている。また、基準速度はレール１の位置に応じて設定
され、例えば直線部は高速、カーブの手前は低速という
ように自在に設定できる。

サンプル／ホールド（S/H）回路18aは、上記比較器16で
求められる差分の電圧レベルを、次の差分が求められる
まで順次保持するためのものである。この前段のS/H回
路18aは、前述したように速度検出信号ａの各パルスの
立上がりエッジおよび立下がりエッジを検出するリセッ
ト回路19から立下りエッジに同期したS/H信号が与えら
れ、スリット12のそれぞれを走行体３が通過するごと
に、第３図（ｃ）に示すような出力信号ｃの保持とリセ
ットとを繰り返す。

このS/H回路18aの次段には、後段のS/H回路18bがさらに
設けられ、同期回路23からのS/H信号によって出力信号
ｃを保持する。同期回路23およびS/H回路18bは、後述す
る第３図（ｅ）に示すような交流電源のゼロクロスのタ
イミング信号ｅに同期して動作するので、S/H回路18bの
出力はタイミング信号ｅに同期したものとなり、出力信
号ｃとはタイミング信号ｅの所定パルス数以内のずれを
有する。なお、このS/H回路18a,18bの二段接続の機能に
ついては、さらに後述する。

S/H回路18bの後段には、出力信号ｃの符号の正負を検出
して、走行体３を加速推進すべきか減衰推進すべきかを
判定する動作方向決定回路21が設けられている。また、
動作方向決定回路21とは別に動作量決定回路20が並設さ
れる。この動作量決定回路20は、上記S/H回路18bの出力
信号ｃの絶対値を求め、その値を数倍に増幅した電圧を
第３図（ｄ）に示すような動作量信号ｄとして出力す
る。

動作方向決定回路21の次段にはドライブ回路22が設けら
れ、動作方向決定回路21からの加速信号または減速信号
に基づいて、内部の相の切換えを行う。この相の切換え
によって、リニア誘導モータ２は順方向または逆方向に
駆動される。

動作量決定回路20で生成された動作量信号ｄは同期回路
23に与えられる。また、同期回路23には、ゼロクロス検
出回路24によって検出される交流電源のゼロクロスのタ
イミング信号ｅも与えられる。同期回路23は、タイミン
グ信号ｅに同期して、動作量信号ｄの大きさに対応した
パルス幅Ｗを有する第３図（ｆ）に示すようなON/OFF信
号ｆを生成する。

ドライブ回路22は、ON/OFF信号ｆのパルス幅Ｗに対応し
た期間のみON状態、その他の期間ではOFF状態となる、
第３図（ｇ）に示すような波形の印加電圧ｇをリニア誘
導モータ２に供給する。

ON/OFF信号ｆとゼロクロスのタイミング信号ｅとは同期
しているので、ドライブ回路22からリニア誘導モータ２
の１次巻線に与えられる印加電圧ｇは交流電源に周期制
御を施した波形となる。つまり、印加電圧ｇは交流電源
の半周期を単位としてON/OFF信号ｆのパルス幅に対応し
た単位だけON状態になり、交流電源がOVになった時にON
/OFFの切換が行われる。そのため、低速時でのトルク不
足が解消され、突入電流や放射ノイズが低減する。

なお、ドライブ回路22の能動化は、走行体３がリニア誘
導モータ２の各１次巻線10の設置位置にさしかかるとき
与えられる動作信号によって行なうようにしてある。こ
の動作信号は例えば、各１次巻線10の手前に走行体３の
到来を検知する光電センサを設けることにより得ること
ができる。

次に、同期回路23の構成と、S/H回路18a,18b、同期回路
23および動作方向チェック回路25によって構成される応
答ループについて説明する。

第2B図は同期回路23の構成を示すブロック図である。図
において、第４図（ａ）に示すゼロクロスのタイミング
信号ｅの所定数のパルスに同期して、のこぎり波発生回
路23aから第４図（ｂ）に示すようなのこぎり波ｈが比
較器23bに与えられる。第４図では、タイミング信号ｅ
の８個のパルス（交流電源の出力波形の４周期分相当）
に同期して、のこぎり波ｈが発生する。

比較器23bは、動作量信号ｄとのこぎり波ｈとを比較し
て、動作量信号ｄがのこぎり波ｈよりも大きい周期を指
示する第４図（ｃ）に示すようなパルスｋを発生する。
このパルスｋはラッチなどで構成されるパルス整形回路
23cに与えられ、タイミング信号ｅに同期した第４図
（ｄ）に示すようなON/OFF信号ｆとなる。動作量信号ｄ
のレベルが大きいほど、ON/OFF信号ｆのパルス幅Ｗも長
くなる。このようにして、動作量信号ｄのレベルに応じ
たパルス幅ＷのON/OFF信号ｆを得ることができる。

以上のような動作は、のこぎり波ｈの一周期を単位とし
て行なわれる。しかしながら、のこぎり波ｈの一周期内
に、動作方向の変化、つまり加速から減速または減速か
ら加速の指示があった場合には、以下のようにして応答
ループが動作する。

動作方向の変化が起こると、第2A図のS/H回路18aでの出
力信号ｃの変化を動作方向チェック回路25が検出し、第
2B図に示すように、のこぎり波発生回路23aにリセット
をかける。のこぎり波発生回路23aは、これに応答して
リセットされる（新たなのこぎり波の発生をはじめる）
とともに、S/H回路18bにS/H信号を与えて、その時の出
力信号ｃをサンプルさせる。この出力信号ｃに基づい
て、ON/OFF信号ｆが新たに生成され、動作方向の変化に
対応した印加電圧ｇがドライブ回路22からリニア誘導モ
ータ２に直ちに与えられる。このようにして周期制御を
行いつつも、応答ループによってのこぎり波ｈの一周期
途中での動作方向の変化に時間遅れなく対応することが
できる。

以上のように、走行体３のスリット12がフォトカプラ14
を通過するのに伴って、走行体３の速度に応じたパルス
幅の速度検出信号ａがフォトカプラ14より取り出され、
この速度検出信号ａが第2A図に示す信号処理部により前
記した処理を受ける。すなわち、走行体３の速度が目標
の速度より速く速度検出信号ａのパルス幅が小さいと、
積分回路15より出力される電圧信号ｂのレベルは基準電
圧回路７で与えられる基準電圧Ｖより低くなり、比較器
16で求められる差分は負の値となる。そこで、動作方向
決定回路21により、ドライブ回路22が減速駆動側にセッ
トされる一方、ドライブ回路22は周期制御によって上記
差分に対応する印加電圧ｇをリニア誘導モータ２に与え
る。このため、現在通過中の１次巻線10により、走行体
３にはその実際の速度とこれより小さい基準速度との差
に比例した量だけ減速推力が与えられ、目標の速度に近
づけられる。

逆に走行体３の速度が目標の速度より遅く速度検出信号
ａのパルス幅が大きいときには、積分回路15より出力さ
れる電圧信号ｂのレベルが基準電圧回路７で与えられる
基準電圧Ｖより高くなり、比較器16で求められる差分は
正の値となる。そこで、動作方向決定回路21により、ド
ライブ回路22が加速駆動側にセットされる。このため、
現在通過中の１次巻線10により、走行体３にはその実際
の速度とこれより大きい基準速度との差に比例した量だ
け加速推力が与えられ、目標の速度に近づけられる。

上述した速度制御は、動作方向の変化がなければのこぎ
り波ｈの一周期を単位として行なわれる。かなりの低速
においてもきめ細かい安定した速度制御を行なうために
は、のこぎり波ｈの一周期を短くしたり、プレート13の
スリット12のピッチをできるだけ小さくしたりすれば良
い。

なお、この実施例では、走行体３側に設ける被検出部と
して、フォトカプラ14により検出可能なスリット12を形
成したプレート13を用いたが、その他にも、例えば被検
出部としてバーコード状のものを走行体３側に配列し、
この被検出部を識別して検出できるレーザビームスキャ
ナなどの光センサをレール１側に設けるようにすると
か、プレート13を磁性体で形成し、レール１側に設けた
磁気近接スイッチによりスリット12を検出するなど、種
々の変形が可能である。要は走行体３に被検出部をその
走行方向に沿って等間隔で配置し、これを被接触式のセ
ンサによりパルス信号として読み取れるものであればよ
い。

（考案の効果） 以上のように、この考案の走行体の速度検出装置によれ
ば、制御手段は、速度検出手段の出力に応じて交流電源
に周期制御を施すので、周期制御に基づいた速度制御が
行われる。そのため、低速時でのトルク不足の解消、突
入電流や放射ノイズの低減を実現でき、また電源波形の
半周期全体を用いた駆動であるので、速度設定のための
パラメータを減らし、制御回路の簡単化によりマイクロ
コンピュータ化を可能にすることができ、さらに加速／
減速の変化時には制御手段にリセットをかけるようにし
ているので、動作方向の変化に時間遅れなく対応できる
などの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による走行体の速度検出装置の一実施
例を示す斜視図、第2A図はその速度検出信号ａを処理し
て速度制御を行なう信号処理部を示すブロック図、第2B
図は同期回路のブロック図、第３図は信号処理部の各信
号を示す波形図、第４図は同期回路の各信号を示す波形
図、第５図はこの速度検出装置が適用される走行体およ
びその軌道の正面図、第６図はその走行体の側面図、第
７図は軌道の平面図である。 １……レール、２……リニア誘導モータ、３……走行
体、12……スリット（被検知部）、14……フォトカプラ
（非接触式センサ）、15……積分器、16……比較器、18
a,18b……S/H回路、20……動作量決定回路、21……動作
方向決定回路、22……ドライブ回路（制御手段）、23…
…同期回路、25……動作方向チェック回路、

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源によって駆動される走行体の走行
   する軌道の途中に設けられた非接触式センサと、 前記走行体に対しその走行方向に沿って設けられ、前記
   非接触式センサが検出しうる複数の被検知部を一定間隔
   で配列した速度信号発生手段と、 前記速度信号発生手段に対して前記非接触式センサが生
   成する検出信号のパルス幅に基づき、前記走行体の走行
   速度を検出する速度検出手段と、 前記走行体のとるべき速度と前記速度検出手段の検出速
   度との差分に基づき、加速または減速を指示する加減速
   指示手段と、 前記速度検出手段の出力に応じて前記交流電源の出力波
   形の所定の複数周期のうち数周期分を取り出す周期制御
   により、取り出した前記数周期分を制御交流出力として
   生成する制御手段と、 前記加減速指示手段の出力が変化した場合には、前記制
   御手段をリセットすることにより、当該時の前記速度検
   出手段の出力に基づいた前記制御交流出力を直ちに生成
   させるリセット手段とを備えた走行体の速度検出装置。