JPH0748028A - 直流リニアモータ利用の移動設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 目的は、安定した性能の良い推力を得ること
ができ、しかも、設備構成が容易な直流リニアモータ利
用の移動設備を提供することにある。 【構成】 地上側に設置されたコイルによって、移動体
Ａを、２次元方向に移動させる直流リニアモータ利用の
移動設備において、前記コイルが、直交する２方向の夫
々に軸芯を向けた２種類のコイル４１Ｘ，４１Ｙの複数
個を、異なる２方向夫々に分散配置して構成され、前記
２種類のコイル４１Ｘ，４１Ｙ夫々の通電を制御する制
御手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地上側に設置されたコ
イルによって、移動体を、２次元方向に移動させる直流
リニアモータ利用の移動設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の直流リニアモータ利用の移動設
備においては、地上側に、移動体の横幅方向での位置規
制用の案内レール等を移動経路に沿って設け、案内レー
ルの長さ方向に沿ってコイル（電機子コイル）をそのコ
イルの軸芯が上下方向に向くように敷設し、移動体側
に、そのコイルとの共働により前記案内レールの長さ方
向の推力を発生させるための磁力発生手段（例えば、前
記コイル側が移動体の前後方向でＳ極とＮ極が交互に入
れ代わる永久磁石）を設けていた。そこで、移動経路の
分岐点等において、移動体を２次元方向に移動させたい
場合には、従来、コイルの軸芯を上下方向に向けた２種
類のコイルの複数個を、図１７に示すように、電流方向
が平面視において直交するように重ねて配置して構成し
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、上記従来の構
成では、図１７に示すように、コイルの軸芯を上下方向
に向けた２種類のコイル（Ｘ方向のコイルとＹ方向のコ
イル）の複数個を、重ね合わせて構成しているため、設
備構成が複雑になる不利があった。しかも、Ｘ方向とＹ
方向のコイルを重ね合わせて構成しているため、Ｘ方向
のコイルに較べＹ方向のコイルの方が、磁力発生手段と
の距離（エアーギャップ）が大きくなってしまうことと
なる。このため、磁力発生手段とコイルとの間に発生す
る推力が、Ｘ方向とＹ方向とで大きくバラツキ、よっ
て、安定した性能の良い推力を得ることができないとい
う問題がある。本発明は上記の実情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、安定した性能の良い推力を得
ることができ、しかも、設備構成が容易な直流リニアモ
ータ利用の移動設備を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の直流リニアモー
タ利用の移動設備は、地上側に設置されたコイルによっ
て、移動体を、２次元方向に移動させるものであって、
その特徴構成は、前記コイルが、直交する２方向の夫々
に軸芯を向けた２種類のコイルの複数個を、異なる２方
向夫々に分散配置して構成され、前記２種類のコイル夫
々の通電を制御する制御手段が設けられている点にあ
る。

【０００５】

【作用】本発明の特徴構成によれば、直交する２方向の
夫々に軸芯を向けた２種類のコイルの複数個が、異なる
２方向夫々に分散配置されているので、２種類のコイル
の複数個夫々を制御することにより、移動体を２次元方
向に自由に移動させることができる。つまり、例えば図
４に示すようにＸ方向とＹ方向の夫々に軸芯を向けた２
種類のコイル４１Ｘ，４１Ｙ（トロイダルコイル）を複
数個設け、コイル４１Ｘを制御することによりＸ方向の
推力を発生させることができ、コイル４１Ｙを制御する
ことによりＹ方向の推力を発生させることができ、更
に、コイル４１Ｘ，４１Ｙの両方を制御することにより
Ｘ方向の推力とＹ方向に推力の合力の方向に推力を発生
させることができこととなる。しかも、直交する２方向
の夫々に軸芯を向けた２種類のコイルの複数個が、例え
ば図４に示すように、異なる２方向夫々に分散配置され
ているので、各コイルを従来の如く重ねて配置する必要
がなく、よって、磁力発生手段と各コイルとの距離（エ
アーギャップ）を均一にすることができることとなる。
更に、各コイルが２方向夫々に分散配置されているの
で、各コイルを、例えば図６及び図７に示すように、分
離して構成することができることとなる。

【０００６】

【発明の効果】従って、かかる直流リニアモータ利用の
移動設備において、磁力発生手段と各コイルとの距離
（エアーギャップ）を均一にすることができるので、安
定した性能の良い推力を得ることができ、しかも、各コ
イルを２方向夫々に分離して構成することができるの
で、設備構成を簡素化することができるに到った。ちな
みに、図１７に示す従来の構成では、移動体をその場で
旋回させることはできないが、本発明の構成によれば、
車体前後方向又は左右方向のコイルの通電方向を逆にす
ることにより、車体前後方向で又は左右方向で逆向きの
推力を発生して、移動体をその場で旋回させることがで
きるので、移動体の移動の自由度を向上させることがで
きるに到った。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説
明する。図１に示すように、例示する直流リニアモータ
利用の移動設備は、物品搬送用の移動体Ａ、及び、その
移動体Ａを物品移載用のステーションＳＴを経由して案
内する地上側の移動経路Ｂを備えて構成されており、前
記移動体Ａを後述の如く直流リニアモータにて駆動しな
がら各種物品の搬送を行うように構成されている。

【０００８】移動経路Ｂは、移動体Ａを直線移動させる
移動経路Ｂ１と、移動体Ａを２次元方向に移動させて分
岐させる分岐点としての移動経路Ｂ２とより構成されて
おり、移動経路Ｂ１及び移動経路Ｂ２には、移動体Ａの
横幅方向での位置規制用の案内レール１１が設けられて
いる。移動体Ａは、図１〜図３に示すように、車体の前
後に、左右一対のキャスタ式の走行輪１、及び、前記案
内レール１１に沿って移動体Ａを案内すべく縦軸芯周り
で回転自在な左右一対の転輪２を備えたパレット状の台
車にて構成されており、移動体Ａの車体下側面には、移
動経路Ｂ１上に所定の間隔で並べて設けられた電機子コ
イル１３との共働により推力を発生するための磁力発生
部３が設けられている。尚、図中１２は、前記走行輪１
を支持する路面を示している。

【０００９】磁力発生部３は、図２及び図３に示すよう
に、永久磁石３１，３２、及び、ヨーク３３，３４を、
永久磁石３１，３２のＮ極が下側になるように接合して
構成されており、ヨーク３４にはトロイダルコイル３５
が設けられている。そして、移動経路Ｂ２を移動する場
合にはトロイダルコイル３５への通電を実行してヨーク
３４の下側をＮ極とし、移動経路Ｂ１を移動する場合に
はトロイダルコイル３５への通電を停止してヨーク３４
の下側をＳ極とするように、トロイダルコイル３５への
通電を制御するように構成されている。

【００１０】尚、移動体Ａには、移動経路Ｂ側に敷設さ
れた検出片１４を検出して、移動体Ａが移動経路Ｂ１よ
り移動経路Ｂ２上へと進入してきたこと、及び、移動体
Ａが移動経路Ｂ２より移動経路Ｂ１上へと進入してきた
ことを検出するための移動経路判別センサ３６と、移動
体Ａの前後方向に向かって、所定間隔で所定巾のスリッ
ト状孔３７ａを備えたスリット板３７とが設けられてい
る。そして、移動経路Ｂ側に設けられている二相センサ
１５（１５Ａ，１５Ｂ）にて、移動体Ａの前記スリット
板３７を検出して、移動体Ａの位置，移動方向，及び速
度を検出するように構成されている。

【００１１】二相センサ１５（１５Ａ，１５Ｂ）は、図
１０に示すように、移動体Ａの前後方向に並ぶ２つのフ
ォトインタラプタ型の光センサ１５ａ，１５ｂを備える
ものであって、２つの光センサ１５ａ，１５ｂのうち何
れが先に遮光されるかに基づいて移動体Ａの移動方向を
検出し、２つの光センサ１５ａ，１５ｂのうちの何れか
一方が遮光されてから、一旦遮光が解除されたのち再び
遮光されるまでの時間に基づいて移動体Ａの速度を検出
し、更に、２つの光センサ１５ａ，１５ｂのうちの何れ
か一方の遮光された回数に基づいて移動体Ａの位置を検
出するようになっている。

【００１２】移動経路判別センサ３６は、反射光感知式
の光センサ又は磁気感知式の近接センサを用いて構成さ
れるものであって、検出片１４による反射光又は検出片
１４の磁力を検出して検出片１４の存否を検出するよう
になっている。従って、移動経路判別センサ３６が、最
初の検出片１４を検出したのち、次の検出片１４を検出
するまでの間は、移動体Ａは移動経路Ｂ２上に存在して
いると判断して、その間は、トロイダルコイル３５への
通電を実行してヨーク３４の下側をＮ極とするようにし
ている。

【００１３】尚、図中１６は、前記磁力発生部３の磁力
を検出するホール素子であり、前記電機子コイル１３の
通電は、前記ホール素子１６の検出結果に基づいて制御
するように構成されている。つまり、ホール素子１６に
てＮ極を検出すると、電機子コイル１３にはａの方向の
電流を流し、Ｓ極を検出するとｂの方向の電流を流し
て、移動体Ａに推力Ｆ１を発生させるのである。尚、図
３は、電機子コイル１３にａの方向の電流を流す場合の
磁力発生部３と電機子コイル１３の位置関係の一例を示
している。

【００１４】移動経路Ｂ２は、図４に示すように、直交
する２方向（Ｘ方向，Ｙ方向）の夫々に軸芯を向けた２
種類のトロイダルコイル４１Ｘ，４１Ｙの複数個を、異
なる２方向（Ｘ方向，Ｙ方向）夫々に分散配置したコイ
ル敷設部４と、磁力を透過するカバー体５とより構成さ
れている。よって、移動経路Ｂ２では、移動体Ａの走行
輪１は、前記カバー体５上を移動することとなる。コイ
ル敷設部４は、図４及び図５に示すように、下ガイドヨ
ーク４２、横ガイドヨーク４３、及び、前記トロイダル
コイル４１Ｘ，４１Ｙを備えたセンターヨーク４４夫々
を接合して構成されており、前記トロイダルコイル４１
Ｘ，４１Ｙを備えたセンターヨーク４４は、図６に示す
ヨーク４４ａが２個と、図７に示すヨーク４４ｂが１個
とにより構成されている。つまり、トロイダルコイル４
１Ｘ，４１Ｙを、ヨーク４４ａ，４４ｂ夫々に巻き付け
て配線しておき、そのヨーク４４ａ，４４ｂを下ガイド
ヨーク４２と横ガイドヨーク４３に組み付けて、コイル
敷設部４を構成することができるので、容易にコイル敷
設部４を構成することができるようになっている。尚、
トロイダルコイル４１Ｘ，４１Ｙ上には、ホール素子４
５が設けられており、ホール素子４５の検出結果に基づ
いてトロイダルコイル４１Ｘ，４１Ｙ夫々の通電を制御
するように構成されている。つまり、ホール素子４５上
に磁力発生部３のＮ極が存在するときのみ、トロイダル
コイル４１Ｘ，４１Ｙを通電するのである。

【００１５】そして、図８に示すように、トロイダルコ
イル４１Ｙにｅ方向（Ｘ方向）の電流Ｉを流すと、磁力
発生部３にＹ方向の推力Ｆ２を与えることができ、ｅ方
向（Ｘ方向）の電流Ｉの値を変えることにより推力Ｆ２
の大きさを自由に変更することができる。又、図９に示
すように、トロイダルコイル４１Ｘにｆ方向（Ｙ方向）
の電流Ｉを流すと、磁力発生部３にＸ方向の推力Ｆ３を
与えることができ、同様に、ｆ方向（Ｙ方向）の電流Ｉ
の値を変えることにより推力Ｆ３の大きさを自由に変更
することができる。従って、トロイダルコイル４１Ｙに
て発生する推力Ｆ２とトロイダルコイル４１Ｘにて発生
する推力Ｆ３との合力の方向に、磁力発生部３つまり移
動体Ａを移動させることができることとなるので、トロ
イダルコイル４１Ｘ，４１Ｙ夫々の電流値を変更するこ
とにより、移動体Ａを所望の方向へ移動させることがで
きるのである。

【００１６】例えば、図１に示すように、移動経路Ｂ２
に進入してきた移動体Ａをそのまま直進させて同じ方向
の移動経路Ｂ１へと移動させたい場合には、トロイダル
コイル４１Ｙにｅ方向（Ｘ方向）の電流Ｉを流してやれ
ば良いし、移動体Ａを別の方向の移動経路Ｂ１へと分岐
させたい場合には、合力（Ｆ２＋Ｆ３）の方向が分岐さ
せたい移動経路Ｂ１の方向と一致するように、トロイダ
ルコイル４１Ｙにｅ方向（Ｘ方向）の電流Ｉを流し、且
つ、トロイダルコイル４１Ｘにｆ方向（Ｙ方向）の電流
Ｉを流してやれば良いこととなる。

【００１７】次に、各電機子コイル１３及び各トロイダ
ルコイル４１Ｘ，４１Ｙを作動させながら移動体Ａを運
行する制御について説明する。移動体側には、図１１
（イ）に示すように、移動経路判別センサ３６の検出結
果に基づいて、前述の如く、トロイダルコイル３６の通
電を制御する移動体側コントローラ１００が設けられて
いる。地上側には、図１１（ロ）に示すように、設備全
体の運行を管理する地上側メインコントローラ１０１
と、そのメインコントローラ１０１に対して光ファイバ
ーケーブル等を用いて送受信できるように接続される、
複数個の移動経路Ｂ１制御用サブコントローラ１０２及
び複数個の移動経路Ｂ２制御用サブコントローラ１０３
とが設けられている。

【００１８】移動経路Ｂ１制御用サブコントローラ１０
２は、各移動経路Ｂ１毎に設けられて、移動経路Ｂ１上
における移動体Ａの移動を管理し、移動経路Ｂ２制御用
サブコントローラ１０３は、各移動経路Ｂ２毎に設けら
れて、移動経路Ｂ２上における移動体Ａの移動を管理す
るものである。メインコントローラ１０１は、ステーシ
ョンＳＴに停止している移動体Ａの行き先情報を各サブ
コントローラ１０２，１０３に指令することを主として
行うものであって、このため、各サブコントローラ１０
２，１０３は、移動体ＡがステーションＳＴに停止して
いる否か、移動体Ａが移動経路Ｂ１，Ｂ２上に在席して
いるか否か、及び、ステーションＳＴに停止している移
動体Ａの再起動要求等の各種情報を、メインコントロー
ラ１０１に対して送信することになる。

【００１９】移動経路Ｂ１制御用サブコントローラ１０
２には、ステーションＳＴに進入してきた移動体Ａの進
入速度，進行距離，及び進入方向を検出するための二相
センサ１５Ａと、移動経路Ｂ２より移動経路Ｂ１に進入
してきた移動体Ａの進入速度を検出するための二相セン
サ１５Ｂと、移動体Ａの磁力発生部３の磁力を検出する
ホール素子１６と、そのホール素子１６及び二相センサ
１５ａ，１５ｂの検出結果に基づいて各電機子コイル１
３の推力を調節する推力設定器１７ａとが接続されてい
る。移動経路Ｂ２制御用サブコントローラ１０３には、
移動経路Ｂ１より移動経路Ｂ２に進入してきた移動体Ａ
の進入速度を検出するための二相センサ１５Ｂと、移動
体Ａの磁力発生部３の磁力を検出するホール素子４５
と、そのホール素子４５及び二相センサ１５ｂの検出結
果に基づいてトロイダルコイル４１Ｘ，４１Ｙの推力を
調節する推力設定器１７ｂとが接続されている。従っ
て、サブコントローラ１０３は、２種類のトロイダルコ
イル４１Ｘ，４１Ｙ夫々の通電を制御する制御手段とし
て機能する。

【００２０】尚、サブコントローラ１０２，１０３は、
二相センサ１５Ｂの検出結果より、移動体Ａが移動経路
Ｂ１より移動経路Ｂ２に進入してきたこと、及び、移動
体Ａが移動経路Ｂ２より移動経路Ｂ１に進入してきたこ
とを判別することができるように構成されている。又、
移動体Ａを、ステーションＳＴに停止させる場合、又
は、ステーションＳＴより発進させる場合には、積み荷
の荷崩れを防止するため、前記二相センサ１５ａの検出
結果に基づいて、移動体Ａを予め設定された目標速度に
沿って減速移動又は加速移動をさせるべく、電機子コイ
ル１３を制御するように構成されている。

【００２１】〔別実施例〕 上記実施例では、移動経路Ｂ１を直線上に構成して
いるが、移動経路Ｂ１を湾曲させて構成しても良い。
尚、その際には、図１２に示すように、電機子コイル１
３を扇形状に設けると良い。 上記実施例では、移動経路Ｂ１において、常に何れ
かの電機子コイル１３にて移動体Ａに推力を与えられる
ように、等間隔に電機子コイル１３を配置しているが、
電機子コイル１３夫々を間隔を開けて配置して、間欠的
に推力を与えるようにしても良いし、更に、高推力が必
要なところ（例えば、ステーションＳＴ近傍にて加速又
は減速させるところ）には、電機子コイル１３を多く配
置するようにしても良い（図１３参照）。 上記実施例では、センターヨーク４４は、２個のヨ
ーク４４ａと１個のヨーク４４ｂとより構成されている
が、ヨーク４４ａ，４４ｂを更に小さなヨークに分離し
て構成するようにしても良い。これにより、ヨークの組
み合わせ方で、コイル敷設部４の大きさ（形状）を自由
に変更することができ、設備の設置を一層便利なものと
することができる。 上記実施例では、移動経路Ｂ２において、ホール素
子４５の検出結果に基づいて、各トロイダルコイル４１
Ｘ，４１Ｙ夫々を制御するようにしているが、ホール素
子４５を中止して、移動経路Ｂ２上に移動体Ａが存在す
る間は、全てのトロイダルコイル４１Ｘ，４１Ｙを通電
するようにしても良い。つまり、移動体Ａを直進させた
い場合には、トロイダルコイル４１Ｙを全て通電し、移
動体Ａを別の方向の移動経路Ｂ１へと分岐させたい場合
には、トロイダルコイル４１Ｘ，４１Ｙを全て通電する
ようにすれば良い。これにより、移動経路Ｂ２上におけ
る各トロイダルコイル４１Ｘ，４１Ｙの制御を一層容易
にすることができることとなる。尚、移動経路Ｂ２上に
移動体Ａが存在するか否かは、前述の如く、二相センサ
１５Ｂにより検出することができる。 上記実施例では、移動体Ａが移動経路Ｂ２を移動す
る場合において、移動体Ａのトロイダルコイル３５を通
電してヨーク３４の下側をＮ極としているが、トロイダ
ルコイル３５への通電を停止してヨーク３４の下側をＳ
極のままで、制御するようにしても良い。つまり、この
場合には、ホール素子４５にてＳ極とＮ極の判別をし
て、その判別結果に基づいて、トロイダルコイル４１
Ｘ，４１Ｙの電流の方向を制御する必要がある。これに
より、移動体Ａ側のトロイダルコイル３５、コントロー
ラ１００、及び移動経路判別センサ３６を中止すること
ができ、移動体Ａの制御は地上側のみで行うこととなる
ので、移動体Ａにバッテリー等を搭載する必要がなく、
一層の省力化を図ることができる。 上記実施例では、図１に示すように、移動経路Ｂ１
より進入してきた移動体Ａを、移動経路Ｂ２で、斜め方
向の移動経路Ｂ１へと分岐させるようにしているが、そ
の他の方向へ分岐するように移動経路Ｂ１，Ｂ２を構成
するようにしても良い。例えば、図１４に示すように移
動経路Ｂ１，Ｂ２を構成して、移動経路Ｂ１より進入し
てきた移動体Ａを、移動経路Ｂ２上で一旦停止させ、更
に車体横方向に移動させて、別の移動経路Ｂ１へと移動
させるようにしても良い。尚、移動体Ａを移動経路Ｂ２
の中心で停止させるには、移動体Ａの前後方向に位置す
るホール素子４５の出力が車体前後方向で同じなるよう
に、つまり、ホール素子４５ａとホール素子４５ｄ、ホ
ール素子４５ｂとホール素子４５ｃ、ホール素子４５ｅ
とホール素子４５ｆが、同じ出力になるように、移動体
Ａを移動させるべくトロイダルコイル４１Ｘ，４１Ｙを
制御すれば良い。又、図１４に示すように、移動体Ａの
停止位置近傍に二相センサ１５を設けて、移動体Ａの停
止位置を正確に検出するようにしても良い。

【００２２】例えば又、図１５に示すように移動経路Ｂ
１，Ｂ２を構成して、移動経路Ｂ１より進入してきた移
動体Ａを、移動経路Ｂ２上で一旦停止させたのち、車体
を回転させて別の移動経路Ｂ１へと移動させるようにし
ても良い。尚、図１５の場合、トロイダルコイル４１
Ｘ，４１Ｙに図中の矢印の方向に電流を流してやれば移
動体Ａを回転させることができ、しかも、９０度回転し
た位置で停止させることができる。このトロイダルコイ
ル４１Ｘ，４１Ｙに流す電流の方向は、トロイダルコイ
ル４１Ｘ，４１Ｙと移動体Ａの停止位置関係により変わ
ることとなる。

【００２３】更に又、例えば図１６に示すように、移動
経路Ｂ１，Ｂ２を構成して、移動経路Ｂ１より進入して
きた移動体Ａを、移動経路Ｂ２上で一旦停止させ、更に
車体横方向に移動させて、別の移動経路Ｂ１へと移動さ
せるようにしても良い。尚、この場合、移動体Ａは各移
動経路Ｂ１上を車体前後方向又は左右方向へと移動する
こととなるので、移動体Ａが何方の方向へも移動できる
ように、図に示す如く、移動体Ａの磁力発生部３を、下
面が正方形の４個のＮ極と１個のＳ極とより構成し、電
機子コイル１３を、正方形にて構成している。従って、
各移動経路Ｂ１において、移動体Ａを車体前後方向又は
左右方向へと移動することができるので、一層便利な移
動設備を提供することができるに到った。尚、図１６で
は、移動経路Ｂ２上で移動体Ａを回転させることができ
るように、移動体Ａ及び移動経路Ｂ１，Ｂ２が構成され
ている。 上記実施例では、移動体Ａを走行輪１によって走行
させるようにした場合を例示したが、例えば、磁気浮上
式に構成しても良く、移動体Ａの具体構造等、各部の具
体構成は各種変更することができる。

【００２４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】直流リニアモータ利用の移動設備の平面図

【図２】直流リニアモータ利用の移動体正面図

【図３】直流リニアモータ利用の移動体側面図

【図４】移動経路の分岐部の構成説明図

【図５】移動経路の分岐部の断面図

【図６】トロイダルコイルとセンターヨークの構成説明
図

【図７】トロイダルコイルとセンターヨークの構成説明
図

【図８】トロイダルコイルの電流方向と推力の方向の関
係説明図

【図９】トロイダルコイルの電流方向と推力の方向の関
係説明図

【図１０】二相センサの構成説明図

【図１１】制御構成のブロック図

【図１２】別実施例にかかる移動経路の平面図

【図１３】別実施例にかかる移動経路の平面図

【図１４】別実施例にかかる移動設備の平面図

【図１５】別実施例にかかる移動設備の平面図

【図１６】別実施例にかかる移動設備の平面図

【図１７】従来例にかかる移動設備の平面図

【符号の説明】

Ａ 移動体 ４１Ｘ，４１Ｙ コイル １０３ 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上側に設置されたコイルによって、移
   動体（Ａ）を、２次元方向に移動させる直流リニアモー
   タ利用の移動設備であって、 前記コイルが、直交する２方向の夫々に軸芯を向けた２
   種類のコイル（４１Ｘ，４１Ｙ）の複数個を、異なる２
   方向夫々に分散配置して構成され、 前記２種類のコイル（４１Ｘ，４１Ｙ）夫々の通電を制
   御する制御手段（１０３）が設けられている直流リニア
   モータ利用の移動設備。