JPH078331U - リニアモータ式コンベア装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな推進力を得られると共に、搬送物をス
ムースに、低騒音で、高速に搬送できるリニアモータ式
コンベア装置を提供する。 【構成】 誘導型リニアモータＭの一次側部材１４に対
向するように、ローラ軸８に支持された大径のコマ３を
配し、相隣り合うローラ軸８のコマ３の軸方向位置が相
互にずれて、これらコマ３が互いに干渉することなく噛
み合うように配設されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、リニアモータを用いた、高速搬送用のコンベア装置に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

従来のローラコンベア装置は図１に示すように、ローラ８を回転させるに当た りチェーン９やベルトを介し、各ローラ８へ動力を与えていた。

【０００３】 この場合、コンベア搬送ルートの変更は、大変困難であり搬送速度も低く低速 搬送しか出来なかった。

【０００４】 ただし、ローラコンベア装置は特別な台車を必要とせず、ローラ８上へ搬送物 を置くだけでローラ８の回転力を受けて搬送出来るもので、大変安価で有効では あったが、一つでも搬送路内に搬送物があれば、チェーン９または、ベルトで結 ばれた全てのローラを回転させておく必要があった。従って、搬送物に対し大き な動力を必要とした。

【０００５】 このような欠点を是正し、高速搬送が可能なものとして、図２に示すリニアモ ータ搬送装置が知られている。この装置は、走行路上に１対のレール１２を配す ると共に、リニアモータの一次側部材１４を配し、１対のレール１２上に置かれ た車輪１３を具備する台車１１に、リニアモータの二次側部材１５を設け、この 二次側部材１５を一次側部材１４に接近させて配設したものである。そして一次 側部材１４に移動磁界を発生させ、台車１１をレール１２上に移動させることに よって、台車１１上に固定具４を介して載置した搬送物３０を搬送している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記従来のリニアモータ搬送装置においては、二次側部材１５の二 次導体となるアルミ板または、銅板を有する特別な台車１１を必要とし、搬送物 ３０は台車１１へ乗せて固定してやる必要があった。

【０００７】 この為、大量の搬送物の搬送には、大量の台車１１を必要とし、小さな搬送物 ３０でも相当の台車１１が必要であり動力のムダと共に大変高価であった。

【０００８】 さらに、上記リニアモータ搬送装置では、図３に示すように、搬送した台車を 元へ戻してやる返却ルートを必要とし、リニアモータはダブル（行き帰り）で必 要で、台車の行路１７、帰路１６間のトラバース（台車のライン乗せ替え）ライ ン１８やスペースの占有面積、台車の待避場所２２などムダが多く高価に付いた 。なお、図３において、１９は搬出ステーション、２０は搬入ステーション、２ １は作業ステーションであり、１４は走行路に沿って配設されたリニアモータの 一次側部材である。

【０００９】 一方、リニアモータ搬送装置は、一般のコンベアと比べて超高加減速であり高 速搬送が期待されているが、搬送物を台車へ固定する必要（落下防止）があり、 積み卸しの作業場所（ステーション）へ正確に停止する事が要求されるが、定位 置へ正確に停止する事は、極めて困難で、エアーシリンダなど外部位置決め装置 等の機器に頼らねばならず、搬送物の積み卸し時間や停止位置決め時間を要し、 高速搬送上重大な問題点があった。すなわち図４において、位置決め時間Ｔ₁ 、 積み卸し時間Ｔ₂ 、搬送物固定時間Ｔ₃ がムダ時間となり、搬送平均速度は図示 する位置まで低下してしまう。

【００１０】 本考案は上記問題点に鑑み、図５に示すようにローラ１０自体を、リニアモー タの二次側部材とすることに想到した。すなわち、図５に示すものは、前記ロー ラコンベアのローラ１０を、そのまま二次導体とした構成で、リニアモータの一 次側部材１４の推力によりローラ１０を回転させて、搬送物３０を搬送させるも のであるが、実用的には、リニアモータの磁界を受ける二次導体面が少なくロー ラ回転トルクが十分に得られなかった。

【００１１】 この為、ローラ径を大きく取り、二次導体面を大きくするなどの改善を行って いたが、図６に示すように搬送物３０がローラ面に衝突してしまい振動や騒音を 誘発し、搬送物３０を破損させる等スムーズな高速搬送が得られなかった。

【００１２】 本考案は上記問題点を解決したリニアモータ式コンベア装置を提供することを 目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案のリニアモータ式コンベア装置は、上記目的を達成するため、コンベア を走行路に沿って配された誘導型リニアモータの一次側部材と、コンベア走行路 に沿って所定間隔を置いて配設され、その軸方向がコンベア走行方向と直交する 多数のローラ軸と、各ローラ軸上にその軸方向に沿って所定間隔を置いて設けら れ、その外径がローラ軸の外径より十分に大きく、前記一次側部材上に近接して 位置する多数のコマと、コマの内部に設けられた誘導型リニアモータの二次側部 材と、誘導型リニアモータの一次側部材の磁界移動を生起制御する通電装置とを 備え、相隣り合うローラ軸上のコマの軸方向位置が相互にずれて、これらコマが 互いに干渉することなく噛み合うように配設されていることを特徴とする。

【００１４】 上記構成において、ローラ軸が回転自在に支持され、ローラ軸上に固定された 各コマが同期回転するように構成してもよく、又ローラ軸上の各ローラが夫々独 立して回転するように構成してもよい。

【００１５】 又本考案のリニアモータ式コンベア装置は、上記構成に加えて、コンベア走行 路は、ある範囲毎にブロックに分けられ、ブロック毎にセンサが設けられ、セン サがブロック範囲近傍または、その範囲より大きな範囲をカバーする位置へ設置 され、センサは、担当ブロック内の搬送物有無を検出し、センサが担当ブロック 内に搬送物を検出した場合、担当ブロック内にある誘導型リニアモータの一次側 部材に通電し搬送物が搬送され、ブロック内に搬送物が無くなれば、通電を遮断 する構成で、上記一次側部材へ通電する電力源は、ドライバによりコントロール され、ドライバが、電力のオン／オフや周波数、電圧の変更または、相切替えの 何れか、または複数の機能を有し、上記ドライバの出力により、コマの回転推力 や回転方向が決定され、上記コマの回転推力で、搬送物の速度やトルクをブロッ ク範囲毎にコントロールする手段を具備すると共に、ブロック内搬送物を検出す るセンサの出力で搬送物の位置及び搬送速度を検出する手段を具備した事を特徴 とする。

【００１６】

【作用】

本考案によれば次のような作用を営むことができる。

【００１７】 すなわち、誘導型リニアモータの一次側部材の移動磁界で得られる推力をコマ 回転力に変換するにあたり、図１２に示す様にコマが噛み合わせ構造を持つ事か ら、コマの径を大幅に大きく取れ、リニアモータの一次側部材の磁界を受ける二 次側部材を大きく出来るため、コマは高速で回転する。コマの外周面で搬送物を 搬送する事から、高速搬送が可能である。

【００１８】 さらに、高速搬送で問題となる搬送物への振動や搬送路の騒音は、交互にコマ 同士が隣接し、噛み合う様に取り付けられている事から、凸凹が少なくスムーズ に搬送物を搬送でき、搬送物への振動や搬送路の騒音が少なく、搬送物に対し高 速搬送での破損もない。

【００１９】 又、例えば図１４の点線部に示すインバータ出力を各ブロックのＳＳＲへの入 力電源とする事で、搬送路全体の搬送速度を１台のインバータで制御する事も可 能で、大変安価に搬送速度制御が得られる。

【００２０】 すなわち、ブロック内の搬送物がセンサで検出されたブロックのみリニアモー タへ通電させる為、膨大な電力を必要とせずに済むためである。

【００２１】 また、上記原理で、複数ブロックを集め、さらに大きな単位に分割する事で、 低速作業ライン等を簡単に得られ、マイナス推力（逆相）で逆方向へ搬送する事 も同様に可能であり、停止についても押し当て停止など、トルクや速度コントロ ールが簡単に達成出来る。

【００２２】 搬送物を検出して、リニアモータをオン／オフさせる事で、駆動源を駆動し続 ける必要がなく、台車などの余分な負荷がなく、搬送物に対して過大なエネルギ ーを必要としない省力化の効果も得られる。

【００２３】 搬送物速度や位置、モータへの電力、搬送路の分岐制御等は、ブロック毎に設 けられたセンサ信号で運行管理を行い、表示装置に搬送物の状況を表示させたり 、搬送路分岐制御信号や搬送速度管理信号が容易に得られる。

【００２４】 すなわち、センサ信号より搬送物のブロック位置が把握出来、さらにブロック 間の搬送物搬送時間から特定の搬送物の速度が容易にセンシング出来る。

【００２５】

【実施例】

図示する本考案の実施例について説明する。

【００２６】 本実施例のリニアモータ式コンベア装置は、コンベア走行路Ｔに沿って配され た誘導型リニアモータＭの一次側部材１４と、コンベア走行路Ｔに沿って所定間 隔を置いて配設され、その軸方向がコンベア走行方向と直交する多数のローラ軸 ８と、各ローラ軸８上にその軸方向に沿って所定間隔を置いて設けられ、その外 径がローラ軸８の外径より十分に大きく、前記一次側部材１４上に近接して位置 する多数のコマ３と、コマ３の内部に設けられた誘導型リニアモータＭの二次側 部材１と誘導型リニアモータＭの一次側部材１４の磁界移動を生起制御する通電 装置Ｄとを備えている。

【００２７】 そして図７及び図１２に示すように、相隣り合うローラ軸８上のコマ３の軸方 向位置が相互にずれて、これらコマ３が互いに干渉することなく噛み合うように 配設されている。

【００２８】 前記コマ３は、図９に示すように、内側から外側に向けて円筒状鉄板３４、円 筒状アルミ板（銅板でもよい。）３３、及び高透磁率の円筒状摩擦材３２が貼り 合わされた３層構造の円筒体を有し、両端面に補強板５０、５０を備えて構成さ れている。前記アルミ板３３及び鉄板３４が誘導型リニアモータＭの二次側部材 １となっている。

【００２９】 前記コマ３をリニアモータＭの一次側部材１４の上方に接近させて設置する事 で、図１０に示すように、リニアモータＭの移動磁界３８を受けてコマ３のアル ミ板３３へ誘導される渦電流３６で推力３７が発生する。

【００３０】 図８に示すように、コマ３はローラ軸８に回転自在に支えられていて、上記推 力３７によりコマ３が回転する。

【００３１】 二次側部材１の形状は本実施例のように円筒形に形成する外、図１５に示すよ うに、多角形状に形成する等、種々の形状とすることができ、要するに二次側部 材として推力が得られる構造とすればよい。前記摩擦材３２は、搬送時のショッ クと振動するクッション材を兼ねたものが望まれる。

【００３２】 図７（ａ）、（ｂ）に示すように、搬送物３０をコマ３上へ置くとコマ３の回 転方向の推進力を得て搬送物３０が移動磁界３８の方向と逆方向に移動する。コ マ３の外周面へ摩擦部材３２を設ける事でなお効果的である。搬送物３０は加速 を始め、最終的にコマ回転数相当の速度まで立ち上がる。その後その速度で高速 搬送される。

【００３３】 リニアモータＭのオン／オフは走行路Ｔに設けられたセンサ４０がオフの間だ け、その範囲３９のリニアモータ一次側部材１４だけに通電されている（図７（ ｃ））。

【００３４】 すなわち、ブロック範囲３９毎に設けられ光センサ４０を２対設け、お互い交 差状に設置されワイヤードＯＲの接続で、何れか一方でも光軸が遮断された場合 、センサ信号がオフとなり、信号がオフの間、そのブロック内のリニアモータＭ の一次側部材１４が通電されるものである。

【００３５】 なお、センサ４０はブロックより手前に設けられていて、ブロックへ進入する 搬送物３０を、その手前で検出し搬送物３０の速度が減速する事のない様に、予 めコマ３を回転させておく必要がある。

【００３６】 上記センサ信号は、運行管理装置でモニタされ、表示装置に搬送物３０の状況 を表示させたり、搬送路分岐制御信号や搬送速度管理信号として利用される。

【００３７】 すなわち、センサ信号より搬送物３０のブロック位置が把握出来、さらにブロ ック間の搬送物搬送時間から搬送速度がセンシング出来るものである。

【００３８】 図１３、図１４は、図１６の搬送物走行パターンについての、速度制御の１例 を示すものである。

【００３９】 分岐点４７までは、ＳＳＲ（ソリッドステイトリレイ）をドライバとして有し 、商用ＡＣ２００Ｖ３相電源で駆動され、搬送物３０は高速Ｈで移動し、分岐後 分岐搬送路４４は、インバータをドライバとして有する複数のブロックで単位を なす搬送路で、１台のインバータの電圧コントロールされたラインであり、さら に各ブロックのリニアモータへＳＳＲのドライバを介しインバータ電力が供給さ れる構造で、メイン搬送路４５を搬送中にブロック間の搬送時間と単位ブロック 間距離より求めた速度から減速力（エネルギーはＥ＝ｍ・Ｖ² ／２で速度の２乗 で効く）を決定し、リニアモータＭの一次側部材１４へ印加され、搬送物３０を 減速させている。

【００４０】 なお、逆相推力を印加する事で、急減速も可能である。一般的には、搬送物３ ０が停止しない程度の、摩擦抵抗を大きくし回転しにくい負荷のコマ３を設け減 速援助させる方が安価である。

【００４１】 減速後は、インバータより出力される微推力を受け搬送物３０は、図１６に示 すカーブを低速度Ｌで搬送する。なお、カーブはローラコンベアで使われる径の 異なる円錐形のコマ７を用いている。

【００４２】 制御区間４９を抜けると、惰走後停止位置４８で停止する。

【００４３】 作業ライン等の定速度制御が要求される場合などは、二次導体（二次側部材） を有さない速度検出用コマローラ５１を設け、その上を通過した搬送物３０の搬 送速度を、速度検出コマローラ５１の軸に設けられたタコジェネの電圧レベルを 検出し（エンコーダーのパルス周波数でも検出可能）、定速力を決定し、フィー ドバック制御する方法もある。

【００４４】 図１６に示す側面ガイド４１は走行路Ｔの両側に設けられ、搬送物３０の脱線 防止機能と、仕分け分岐装置の開閉機構４２の分岐ガイド４３の機能があり、開 閉機構４２の動作を受けて分岐ガイド４３は、メイン搬送路４５の分岐搬送路４ ４のライン切り替えを行う。

【００４５】 開閉機構４２の切り替えタイミングは、運行管理コントローラからの指示で行 われるが、各ブロックに設けられたセンサ４０により、メイン搬送路４５のブロ ック間の搬送物の速度と、位置情報で搬送物３０がモニタされていて、分岐装置 の手前のブロックセンサ４０によりタイミングが取られて特定の搬送物の開閉制 御を行うものである。

【００４６】 なお、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、本考案の趣旨に基づい て種々の変形が可能であり、これらを本考案の範囲から排除するものではない。

【００４７】 例えば、上記実施例では、ローラ軸８上に各コマ３が回転自在に支持されている が、各コマ３がローラ軸８上に固定され、ローラ軸８が支持枠３５（図７（ａ） ）に回転自在に支持される構造とすることができる。

【００４８】

【考案の効果】

本考案によれば、大きな推進力を得られると共に、搬送物をスムースに、低騒 音で、高速に搬送できるリニアモータ式コンベア装置を提供することができる。

【００４９】 また本考案によれば、台車が必要でない点で搬送物の固定、積み卸し時間、ス テーション停止位置決め時間が不要で、搬送サイクル時間を大幅に縮小できると いう効果が生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例のローラコンベア装置を示す斜視図。

【図２】従来例のリニアモータ式搬送装置を示す斜視
図。

【図３】その搬送系を示す平面図。

【図４】その走行状態を示すグラフ。

【図５】本考案に先行するリニアモータ式コンベア装置
を示す斜視図。

【図６】その問題点を示す側面図。

【図７】本考案の実施例を示すものであって、（ａ）に
平面図、（ｂ）に正面図、（ｃ）にグラフを夫々示す。

【図８】そのコマとローラ軸を示す斜視図。

【図９】コマの拡大斜視図。

【図１０】コマの回転原理を示す原理図。

【図１１】コマの回転原理を示す斜視図。

【図１２】コマの噛み合い状態を示す平面図。

【図１３】速度制御を示すグラフ。

【図１４】通電装置の制御手段を示すブロック図。

【図１５】コマの他の態様を示す斜視図。

【図１６】コンベア走行路を示す平面図。

【符号の説明】

１ 二次側部材 ３ コマ ８ ローラ軸 １４ 一次側部材 ３０ 搬送物 ３５ 支持枠 ４０ センサ Ｍ 誘導型リニアモータ Ｔ コンベア走行路 Ｄ 通電装置

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンベア走行路に沿って配された誘導型
   リニアモータの一次側部材と、 コンベア走行路に沿って所定間隔を置いて配設され、そ
   の軸方向がコンベア走行方向と直交する多数のローラ軸
   と、 各ローラ軸上にその軸方向に沿って所定間隔を置いて設
   けられ、その外径がローラ軸の外径より十分に大きく、
   前記一次側部材上に近接して位置する多数のコマと、 コマの内部に設けられた誘導型リニアモータの二次側部
   材と、 誘導型リニアモータの一次側部材の磁界移動を生起制御
   する通電装置とを備え、 相隣り合うローラ軸上のコマの軸方向位置が相互にずれ
   て、これらコマが互いに干渉することなく噛み合うよう
   に配設されていることを特徴とするリニアモータ式コン
   ベア装置。
2. 【請求項２】 各コマがローラ軸上に固定され、ローラ
   軸が支持枠に回転自在に支持されている請求項１記載の
   リニアモータ式コンベア装置。
3. 【請求項３】 ローラ軸上に各コマが回転自在に支持さ
   れている請求項１記載のリニアモータ式コンベア装置。
4. 【請求項４】 コンベア走行路は、ある範囲毎にブロッ
   クに分けられ、 ブロック毎にセンサが設けられ、センサがブロック範囲
   近傍または、その範囲より大きな範囲をカバーする位置
   へ設置され、 センサは、担当ブロック内の搬送物有無を検出し、 センサが担当ブロック内に搬送物を検出した場合、担当
   ブロック内にある誘導型リニアモータの一次側部材に通
   電し搬送物が搬送され、ブロック内に搬送物が無くなれ
   ば、通電を遮断する構成で、 上記一次側部材へ通電する電力源は、ドライバによりコ
   ントロールされ、 ドライバが、電力のオン／オフや周波数、電圧の変更ま
   たは、相切替えの何れか、または複数の機能を有し、 上記ドライバの出力により、コマの回転推力や回転方向
   が決定され、 上記コマの回転推力で、搬送物の速度やトルクをブロッ
   ク範囲毎にコントロールする手段を具備すると共に、ブ
   ロック内搬送物を検出するセンサの出力で搬送物の位置
   及び搬送速度を検出する手段を具備した事を特徴とする
   請求項１、２または３記載のリニアモータ式コンベア装
   置。