JPH0811626B2 - コンベヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、磁力による吸引力および反発力による
Ｘ、Ｙ方向の運動変位を用いて物体を搬送するコンベヤ
に関する。

〔従来の技術〕

コンベヤは、荷物を連続的に運ぶ運搬機であり、荷物
の形態に応じてベルトコンベヤ、バケットコンベヤ、チ
ェーンコンベヤ、ローラコンベヤなどがある。

そして、従来のコンベヤでは、モータによる回転力や
油圧などの駆動力をベルトやギヤなどの機械的な運動伝
達手段を通して搬送力を得て、荷物を運搬している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このため、従来のコンベヤでは、機械的な運動変換機
構を必要としており、機械的な運動変換機構によって機
械的な損失を伴うとともに、物体の移動方向や移動量を
正確に制御することが厄介であるという欠点があった。

そこで、この発明は、機械的な運動変換手段を介在さ
せることなく、電磁力を以て生じたＸ、Ｙ方向の駆動変
位を用いて物体を搬送できるようにしたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明はのコンベヤは、第１図に例示するように、
搬送すべき物体の搬送面を備え、Ｘ方向及びＹ方向に移
動可能に支持された可動磁極４と、この可動磁極に対し
てＸ方向の磁力を作用させて前記可動磁極をＸ方向に移
動させる第１の固定磁極6Xとともに、前記可動磁極に対
してＹ方向の磁力を作用させて前記可動磁極をＹ方向に
移動させる第２の固定磁極6Yを備え、これら第１及び第
２の固定磁極を交互に励磁させて前記可動磁極を間欠的
にＸ、Ｙ方向に移動させることにより、前記物体の前記
搬送面と前記物体と接離させるとともに、前記可動磁石
を特定の移動経路で移動させる駆動ユニットM₁、M₂、M₃
……と、この駆動ユニットによる磁力作用によって移動
する前記可動磁極の前記搬送面が成す特定の移動経路に
より前記物体を搬送するものである。

〔作用〕

したがって、この発明のコンベヤでは、Ｘ、Ｙ方向に
移動可能にされた可動磁極４と、第１の固定磁極6Xとの
磁力の作用でＸ方向に吸引力または反発力を生じ、ま
た、第２の固定磁極6Yとの磁力の作用でＹ方向に吸引力
または反発力を生じる。ところで、固定磁極6X、6Yの極
性を変えると、可動磁極４が相互の磁力作用でＸ、Ｙ方
向へ移動するが、その場合、可動磁極４、第１および第
２の固定磁極6X、6Yの極性の変更に周回的な規則性を持
たせると、可動磁極４は、特定方向の周回運動を生じる
のである。

この周回運動は、Ｘ、Ｙ方向の運動変位を重ね合わせ
たものであるので、その一部の特定方向の運動変位は、
搬送すべき物体２に搬送力として作用させることができ
る。そこで、可動磁極４上に被搬送物としての物体２を
置くと、可動磁極４の運動によって物体２が特定方向に
移動されるので、それを連続的に配列させるとコンベヤ
として機能させることができる。

そして、可動磁極４を駆動コイル20を巻回した電磁石
とすれば、磁力によって吸着可能な物体２を吸着させて
搬送することができる。

〔実施例〕

第１図は、この発明のコンベヤの実施例を示す。

このコンベヤは、被搬送物としての物体２を搬送する
ための複数の駆動ユニットM₁、M₂、M₃……を配置したも
のであり、各駆動ユニットM₁、M₂、M₃……に個別に駆動
力を連続的に発生させると、物体２を矢印Ｆまたはその
矢印Ｆとは反対方向に運搬することができる。

各駆動ユニットM₁、M₂、M₃……は、駆動ユニットM₃に
ついて示すように、Ｘ、Ｙ方向に移動可能な可動磁極４
に対してＸ方向の磁力を作用させる第１の固定磁極6Xと
ともに、Ｙ方向の磁力を作用させる第２の固定磁極6Yを
設置したものである。

ところで、可動磁極４は、たとえば、第２図に示すよ
うに、一対の磁極Ｎ、Ｓを持つ永久磁石で構成し、Ｘ軸
方向およびＹ軸方向への二次元的な移動が可能であって
自律的に原点復帰するように支持されている。すなわ
ち、可動磁極４は、コイルスプリングで構成された可撓
性シャフト８を貫通して固定しており、さらに、この可
撓性シャフト８の両端は装置内に固定しておくので、磁
力の作用で可動磁極４がＸ、Ｙ軸方向の駆動力を受けた
とき、可撓性シャフト８が撓んで可動磁極４の移動を許
容する。そして、可動磁極４に対する駆動力が解除され
ると、可撓性シャフト８の復元力により可動磁極４は自
律的に原点へ復帰するのである。

固定磁極6Xは、可動磁極４に対してＸ方向の磁力を作
用させる単極の電磁石であって、任意の極性を生じさせ
るための駆動コイル10Xを巻回し、駆動コイル10Xに駆動
入力端子12a、12bから流す駆動電流Ixの方向によって極
性が変更されるのである。

また、固定磁極6Yは双極の電磁石で構成し、一方の磁
極側に駆動コイル10Yを巻回して、駆動コイル10Yに駆動
入力端子14a、12bから流す駆動電流Iyの方向によって左
右の極性が変更されるのである。

そして、各駆動コイル10X、10Yには、たとえば、第３
図に示すように、駆動コイル10Xの駆動入力端子12a、12
b、駆動コイル10Yの駆動入力端子14a、14bに対して個別
に駆動回路16X、16Yから駆動電流Ix、Iyを流し、その電
流の方向および両者の位相関係を制御回路18によって制
御するようにする。また、図示していないが、駆動電流
Ix、Iyの大きさは、可変抵抗などによって任意に調整可
能に設定すればよい。

そこで、駆動回路16Xから駆動コイル10Xに第４図のａ
に示す駆動電流Ixを流すとともに、駆動回路16Yから駆
動コイル10Yに、第４図のｂに示すように、駆動電流Ix
に対して位相φをπ/2だけ変位させた駆動電流Iyを流す
と、駆動電流Ixによって固定磁極6Xの磁極面には、第４
図のａに表した磁極Ｓ、Ｎが一定の周期で交互に生じ、
また、駆動電流Iyによって固定磁極6Yの磁極面には、第
４図のｂに表したように一定の周期で左右に磁極Ｓ、Ｎ
または磁極Ｎ、Ｓが交互に生じる。

このような磁極の規則的な変更と駆動力との関係につ
いて見ると、時間T₁では、固定磁極6Yの左右の極性が
Ｎ、Ｓとなるので、固定磁極6Yと可動磁極４との間に反
発力が生じる。次に、時間T₂では固定磁極6Yの左右の極
性がＳ、Ｎとなるので、可動磁極４と固定磁極6Yとの間
に、第４図のｃに示すように駆動力Y₁（吸引力）が生
じ、第５図の（Ａ）に示すように、可動磁極４が固定磁
極6Yに引き付けられて負のＹ方向に移動する。

時間T₃では固定磁極6Yの左右の極性はＳ、Ｎを維持す
るので、可動磁極４と固定磁極6Yとの間に吸引力が存在
するが、固定磁極6Xの極性がＮとなるため、可動磁極４
と固定磁極6Xとの間に、第４図のｄに示すように駆動力
X₁（吸引力）が生じ、第５図の（Ｂ）に示すように、可
動磁極４が固定磁極6Xに引き付けられて正のＸ方向に移
動する。

時間T₄では固定磁極6Xの極性はＮを維持するので、可
動磁極４と固定磁極6Xとの間に吸引力が存在するが、固
定磁極6Yの左右の極性がＮ、Ｓとなるため、可動磁極４
と固定磁極6Yとの間に第４図のｅに示す駆動力Y₂（反発
力）が生じ、第５図の（Ｃ）に示すように、可動磁極４
は固定磁極6Yに反発して正のＹ方向に移動する。

そして、時間T₅では固定磁極6Yの左右の磁極はＮ、Ｓ
を維持するので、可動磁極４と固定磁極6Yとの間に反発
力が存在するが、固定磁極6Xの極性がＳとなるため、可
動磁極４と固定磁極6Xとの間に第４図のｆに示す駆動力
X₂（反発力）が生じ、第５図の（Ｄ）に示すように、可
動磁極４は固定磁極6Xに反発して負のＸ方向に移動し、
元の位置に復帰するのである。

このような動作は、時間T₆以降でも同様に連続して行
われ、連続した一巡動作によって可動磁極４の移動軌跡
は、第５図に示す可撓性シャフト８の矩形の移動軌跡
Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒを通って、第５図の（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）および（Ｄ）のように周回運動を繰り返す。した
がって、各駆動ユニットM₁、M₂、M₃……の可動磁極４の
上面に、物体２が移動軌跡Ｒ、Ｏの区間で接するように
すれば、物体２は、可動磁極４の周回運動の中の駆動力
X₂を受けて、可動磁極４の移動軌跡Ｒ、Ｏの区間の運動
変位ΔＤに従って移動することになる。運動変位ΔＤ
は、各駆動ユニットM₁、M₂、M₃……の１回の周回運動に
よって生じるもので、物体２は、配列された駆動ユニッ
トM₁、M₂、M₃……によって連続的に駆動ユニットM₁、
M₂、M₃……上を移動し、搬送されるのである。

そして、可動磁極４の周回方向は、第５図に示した周
回動作では反時計方向となっているが、駆動電流Ix、Iy
の方向を変えて駆動力Y₁、X₁、Y₂、X₂を逆方向に生じさ
せれば、駆動力の発生方向はX₂→Y₂→X₁→Y₁となり、可
動磁極４の周回運動は、時計方向になるので、駆動電流
Ix、Iyの方向切換えによって、物体２の搬送方向を任意
に設定できる。

ところで、このコンベヤにおいて、物体２の搬送速度
は、可動磁極４の周回運動の速度に依存するが、この周
回運動の速度は各駆動コイル10X、10Yに加える駆動電流
Ix、Iyの周波数に比例し、駆動力X₁、X₂、Y₁、Y₂の大き
さは、駆動電流Ix、Iyの大きさ（振幅）に依存するの
で、制御回路18で駆動電流Ix、Iyの周波数および大きさ
を制御して任意の周回速度および任意の大きさを持つ駆
動力を容易に得ることができ、物体２の搬送速度を任意
に設定できる。

また、物体２の搬送距離は、各駆動ユニットM₁、M₂、
M₃……の移動変位ΔＤを単位として任意に設定でき、移
動変位ΔＤの大きさも、可動磁極４と固定磁極6Xとの運
動可能間隔に依存するので、その間隔によって任意に設
定できるとともに、物体２の微小送りが可能である。

そして、駆動ユニットM₁、M₂、M₃……は、直線状、曲
線状、円環状、矩形状の他、十字路状に配置することが
でき、任意の形状の搬送路を形成して物体２を搬送する
ことができる。

また、第１図に示した複数の駆動ユニットM₁、M₂、M₃
……について、第６図に示すように、可動磁極４の支持
中心である可撓性シャフト８を挟んで左右に駆動コイル
20を巻回して電磁石とし、被搬送物としての物体２との
吸着を可能にしてもよい。この場合、物体２は、それ自
体が強磁性体で構成されるか、吸着可能な着磁面を備え
ることが必要である。そして、可動磁極４の駆動コイル
20の駆動入力端子22a、22b間には、駆動回路24から駆動
電流Imを流し、制御回路18によって駆動電流Imの方向を
変えることにより、左右の極性Ｎ、Ｓを任意に設定する
ようにする。

このように可動磁極４を電磁石にした場合、第７図の
ｇおよびｈに示すように、同期した方形波状の駆動電流
Im、Ixを駆動コイル20、10Xに流すと、駆動電流Imによ
って可動磁極４の磁極面には、第７図のｇに表したよう
に、左右に磁極Ｓ、Ｎまたは磁極Ｎ、Ｓが一定の周期で
交互に生じ、また、駆動電流Ixによって固定磁極6Xの可
動磁極４に対する磁極面には、第７図のｈに表した磁極
Ｎ、Ｓが一定の周期で交互に生じる。また、駆動コイル
10Yに駆動電流Iyを流すと、固定磁極6Yには、第７図の
ｉに示すように、左右の極性をＳ、Ｎとした固定極性が
生じる。

そこで、時間T₁では、可動磁極４の左右の極性がＳ、
Ｎとなるので、各固定磁極6X、6Yと可動磁極４との間に
反発力が生じている。そして、時間T₂では可動磁極４の
左右の極性がＮ、Ｓとなり、これに対応して固定磁極6X
の極性はＳとなるので、可動磁極４と固定磁極6Xとの間
に反発力が作用しながら、可動磁極４と固定磁極6Yとの
間に、第７図のｊに示すように駆動力Y₁（吸引力）が生
じ、第８図の（Ｈ）に示すように、可動磁極４が固定磁
極6Yに引き付けられて負のＹ方向に移動する。

時間T₃では可動磁極４の左右の極性はＮ、Ｓを維持す
るので、可動磁極４と固定磁極6Yとの間に吸引力が存在
するが、第８図の（Ｉ）に示すように、固定磁極6Xの極
性がＮとなるため、可動磁極４と固定磁極6Xとの間に、
第７図のｋに示すように駆動力X₁（吸引力）が生じ、可
動磁極４が固定磁極6Xに引き付けられて正のＸ方向に移
動する。

時間T₄では第８図の（Ｊ）に示すように、可動磁極４
の左右の極性がＳ、Ｎとなり、これに対応して固定磁極
6Xの極性はＳとなるので、可動磁極４と固定磁極6Xとの
間に反発力が作用しながら、可動磁極４と固定磁極6Yと
の間に第７図のｌに示す駆動力Y₂（反発力）が生じ、可
動磁極４は固定磁極6Yに反発して正のＹ方向に移動す
る。このとき、可動磁極４の極性Ｓ、Ｎに対応して物体
２の着磁面にＮ、Ｓの極性が生じて可動磁極４と物体２
とが吸着する。

時間T₅では可動磁極４の左右の磁極はＳ、Ｎを維持す
るので、可動磁極４と固定磁極6Yとの間に反発力が存在
するが、第８図の（Ｋ）に示すように、固定磁極6Xの極
性がＮとなるため、可動磁極４と固定磁極6Xとの間に第
７図のｍに示す駆動力X₂（反発力）が生じ、可動磁極４
は固定磁極6Xに反発して負のＸ方向に移動し、元の位置
に復帰する。これによって、物体２に搬送力として作用
する正のＸ方向の移動変位ΔＤが生じる。

時間T₆では第８図の（Ｈ）に示すように、可動磁極４
の左右の極性がＮ、Ｓとなり、これに対応して固定磁極
6Xの極性はＳとなるので、可動磁極４と固定磁極6Xとの
間に反発力が作用しながら、可動磁極４と固定磁極6Yと
の間に第７図のｊに示す駆動力Y₁（吸引力）が生じ、可
動磁極４が固定磁極6Yに引き付けられて負のＹ方向に移
動する。

したがって、このような連続した一巡動作によって生
じた可動磁極４の移動軌跡は、第８図に示す可撓性シャ
フト８の矩形の移動軌跡Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒを持った周回運
動を成しており、連続した時間T₇、T₈、T₉……の経過に
したがって可動磁極４は第８図の（Ｈ）、（Ｉ）、
（Ｊ）および（Ｋ）のように周回運動を繰り返す。そこ
で、物体２は、各駆動ユニットM₁、M₂、M₃……の可動磁
極４が物体２の着磁面に移動軌跡Ｒ、Ｏの区間で接する
ようにすれば、可動磁極４の周回運動の中の駆動力X₂に
よって物体２が移動するのである。

ところで、物体２の移動と可動磁極４の周回運動との
関係を見ると、第８図の（Ｊ）に示すように、可動磁極
４の極性Ｓ、Ｎに対応して物体２の着磁面にＮ、Ｓの極
性の着磁が生じるため、可動磁極４に物体２が強固に吸
着される。このような吸着状態が連続して続くと、可動
磁極４の移動を妨げる原因になるが、これは、可動磁極
４が電磁石で構成されている利点を活かし、第８図の
（Ｋ）から第８図の（Ｈ）に至る可動磁極４の極性変化
と物体２の着磁面の磁極の関係が示すように、駆動コイ
ル20に対する駆動電流Imを逆方向に流して極性をＳ、Ｎ
からＮ、Ｓに反転させるので、物体２の着磁極性Ｎ、Ｓ
と可動磁極４との間に反発力が作用し、物体２を移動さ
せた後、反発力によって可動磁極４から物体２を引き離
すことができ、たとえば、駆動ユニットM₁にあった物体
２を次の駆動ユニットM₂側に渡すことができるのであ
る。

したがって、このように可動磁極４を電磁石にして物
体２を吸着するようにすると、平面的な搬送だけでな
く、傾斜面や垂直面などの立体的な搬送も可能になると
ともに、平面上の搬送でも可動磁極４と物体２の滑りが
防止できるので、可動磁極４の移動を確実に物体２に伝
達して物体２を搬送できる。そして、可動磁極４に吸着
した状態で物体２を下方に吊り下げて搬送することもで
き、その場合、可動磁極４の着磁を切ることによって、
搬送した物体２を落下させて、所定の搬送位置に物体２
を移すことができる。

なお、第６図に示した実施例では固定磁極6X、6Yを電
磁石で構成したが、何れか一方を永久磁石で構成しても
よい。

また、各実施例の駆動ユニットM₁、M₂、M₃……の可動
磁極４の周回移動について、Ｐの位置の通過を省略して
Ｏの位置からＱの位置に移動させる三角形の周回移動と
してもよく、このようにすれば、Ｐの位置を通らないの
で、その分だけ周回速度を速くすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、各駆動ユニ
ットの可動磁極、第１および第２の固定磁極に生じさせ
た極性に応じたＸ、Ｙ方向の移動によって、固定磁極側
の駆動電流の方向およびその振幅に応じた周回運動を得
られるので、極めて簡単な構成で、機械的な運動変換手
段を伴うことなく、任意の方向に任意の送り変位で運搬
でき、しかも、駆動ユニットの配列形態に応じて任意の
距離および位置に物体を運搬することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のコンベヤの第１実施例を示す図、第
２図は第１図に示した駆動ユニットの可動磁極の具体的
な支持形態の一例を示す図、第３図は第１図に示したコ
ンベヤの駆動ユニット単体の具体的な構成例を示す図、
第４図は第１図に示した駆動ユニットの駆動電流および
駆動力を示すタイミングチャート、第５図は第１図に示
した駆動ユニットの可動磁極の周回運動軌跡を示す図、
第６図はこの発明のコンベヤの第２実施例である駆動ユ
ニットの具体的な構成例を示す図、第７図は第６図に示
した駆動ユニット単体の駆動電流および駆動力を示すタ
イミングチャート、第８図は第６図に示した駆動ユニッ
トにおける可動磁極の周回運動軌跡を示す図である。 Ｍ、M₁、M₂、M₃、M₄……駆動ユニット、２……物体、４
……可動磁極、6X……第１の固定磁極、6Y……第２の固
定磁極、20……駆動コイル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送すべき物体の搬送面を備え、Ｘ方向及
   びＹ方向に移動可能に支持された可動磁極と、 この可動磁極に対してＸ方向の磁力を作用させて前記可
   動磁極をＸ方向に移動させる第１の固定磁極とともに、
   前記可動磁極に対してＹ方向の磁力を作用させて前記可
   動磁極をＹ方向に移動させる第２の固定磁極を備え、こ
   れら第１及び第２の固定磁極を交互に励磁させて前記可
   動磁極を間欠的にＸ、Ｙ方向に移動させることにより、
   前記物体の前記搬送面と前記物体と接離させるととも
   に、前記可動磁石を特定の移動経路で移動させる駆動ユ
   ニットと、 この駆動ユニットによる磁力作用によって前記移動経路
   を移動する前記可動磁石の前記搬送面上に接する前記物
   体を搬送するコンベヤ。
2. 【請求項２】前記可動磁極は、駆動コイルを巻回した電
   磁石で構成した特許請求の範囲第１項に記載のコンベ
   ヤ。