JPH09252504A - 磁気浮上式搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 台車が曲線路を安定した姿勢で走行させる。 【構成】 搬送路１０と、搬送路１０を浮上走行する台
車２０とからなる。搬送路１０は直線路１１と曲線路１
２に沿って配設された浮上用レール１３と、曲線路１２
に配設された浮上用レール１３の両外側に対向して設け
られた１対の案内用永久磁石３０を具備している。台車
２０は前記案内用永久磁石３１に対向して設けられた案
内用電磁石３１を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直線路と曲線路とが
連なる搬送路に台車を浮上しつつ走行させる磁気浮上式
搬送装置に係り、特に台車が曲線路を安定した姿勢で走
行するようにした磁気浮上式搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気浮上式搬送装置の一例とし
て、半導体工場等でクリーン搬送の目的で使用される磁
気浮上式搬送装置（以下、従来装置という）を図面を参
照して説明する。図４は搬送路と台車の側面視断面図、
図５は図４のＹ−Ｙ線視断面図である。

【０００３】従来装置は直線路と曲線路が連なる搬送路
１０と、搬送路１０を走行する台車２０とからなってい
る。搬送路１０は側面視断面図が箱状に形成されたアル
ミニウム製のフレームで、上面中央部に所定幅を有する
開口部１０Ａが搬送路１０の全長にわたって開設されて
いる。

【０００４】そして前記開口部１０Ａに連なる左右突縁
１０Ｂの下面には搬送路１０の全長にわたって側面視断
面形状が長方形の磁性体からなる１対の浮上用レール１
３Ｌ１３Ｒ（以下、総称する場合符号１３とする）が配
設されている。また直線路のフレーム底面中央部にはリ
ニアモータの固定子１４が配設されている。なお曲線路
にはリニアモータ固定子１４は配設されていない。

【０００５】台車２０は側面視断面形状がほぼＨ字状
で、胴部２０Ａと胴部の上、下端に連なる上板２０Ｂ、
下板２０Ｃを有している。前記胴部２０Ａには左右にそ
れぞれ配設した複数個の着地用車輪２１及び案内用車輪
２２と、浮上用レール１３Ｌ、１３Ｒの内側面に対向し
て配置された複数個の案内用永久磁石２３と、案内用永
久磁石２３の浮上用レール内側面との空隙を検出する複
数個の水平方向ギャップセンサ２４と、下端に設けられ
たリアクションプレート２５と、制御部４０とが設けら
れている。

【０００６】そして前記リニアモータ固定子１４とリア
クションプレート２５によってリニアモータが構成され
ている。なお図中４１は充電式電池である。前記下板２
０Ｃには、浮上用レール１３Ｌ、１３Ｒの下面に対向し
て配設された複数個の浮上用電磁石２６と、浮上用電磁
石２６と浮上用レール１３の下面との空隙を検出する複
数個の垂直方向ギャップセンサ２７とが設けられてい
る。図示例では前記した部品はいずれも４個を図示して
いる。

【０００７】なお上板２０Ｂは被搬送物を載置する荷台
である。そして、上板２０Ｂと着地用車輪２１を含む胴
部２０Ａの上部が開口部１０Ａより上方に突出してお
り、其の他の部分は搬送路１０のフレーム内に嵌め込ま
れている。前記着地用車輪２１、案内用車輪２２は非常
時用のもので、常時走行中は搬送路１０に接触しないよ
うに設けられている。なお曲線路では、台車２０を円滑
に走行させるために、浮上用レール１３の側面と案内用
電磁石２３との空隙を直線路における前記空隙よりも大
きくなるように設定されている。

【０００８】次に従来装置の動作を説明する。直線路に
おいて、台車２０は浮上用電磁石２６によって浮上用レ
ール１３を吸引し、図４白矢印に示すように、浮上、案
内力を得てリニアモータによって走行する。案内用電磁
石２３は浮上用レール１３の側面を所定の空隙をもって
図５黒矢印で示すように台車２０を吸引し案内する。

【０００９】台車２０が曲線路入口に近づくと、リニア
モータの逆相励磁により減速される。水平方向ギャップ
センサ２４は前記大きく設定された浮上用レール１３の
側面と案内用電磁石２３との空隙を検知して、制御部４
０に入力する。制御部４０は台車２０が曲線路内に位置
していると判断し、案内用電磁石２３の電源をオフし、
浮上用電磁石２６の浮上、案内力のみによって走行する
ように制御している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置におて台車が曲線路を通過する際には次のような問題
点があった。即ち、浮上吸引力による案内力は浮上力の
１０％程度とかなり小さいため、曲線路を通過するには
台車の走行速度を遅くし遠心力によってレール側面に接
触せず、しかも曲線路を通過できる速度にする必要があ
るが、前記走行速度を遅くしすぎると、台車が曲線路の
途中で停止してしまうことがある。

【００１１】従って、前記相反する条件を満たすべく、
台車の荷重、走行速度に応じて曲線路における走行速度
を設定しているが、従来装置では走行可能な速度範囲が
狭く調整し難いという難点があった。また台車の走行速
度調整が適切でなかった場合などに、ヨーイング、即ち
台車の走行方向をＸ軸とするとＺ軸まわりの回転横揺
れ、を生じ始めると、ヨーイングが容易に減衰せず浮上
用レール側面に接触する等の問題点があった。

【００１２】そこで本発明のうち請求項１に記載の発明
は、ヨーイング等がなく安定した姿勢で曲線路を走行で
きるようにした磁気浮上式搬送装置を提供することを目
的としている。

【００１３】また請求項２に記載の発明は、請求項１記
載の発明の目的に加えて、前記搬送装置用として好適な
台車を具備した磁気浮上式搬送装置を提供することを目
的としている。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１、又は
２記載の発明の目的に加えて、曲線路を走行する台車の
ローリング、及びピッチング即ち前記Ｘ軸及びＹ軸まわ
りの回転横揺れをなくすようにしたことをも加えた磁気
浮上式搬送装置を提供することを目的としている。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１、２、
又は３記載の発明の目的に加えて、台車が曲線路を円滑
に通過できるようにしたことをも加えた磁気浮上式搬送
装置を提供することを目的としている。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１、２、
３、又は４記載の発明の目的に加えて、直線路、曲線路
を含む全搬送路を安定した姿勢で走行できるようにした
ことをも加えた磁気浮上式搬送装置を提供することを目
的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は直線路と
曲線路が連なる搬送路と、搬送路上を走行する台車とか
らなり、前記搬送路は直線路と曲線路に沿って配設され
た浮上用レールと、曲線路に配設された浮上用レールの
両外側に対向して設けられた１対の案内用永久磁石とを
具備しており、前記台車は前記案内用永久磁石に対向し
て設けられた案内用電磁石を具備したことを特徴として
いる。

【００１８】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明の構成のうち、台車に前記台車は、浮上用レール
と台車との空隙を検出する垂直方向ギャップセンサと、
浮上用レールを磁気吸引する浮上用電磁石と、案内用永
久磁石と台車の案内用電磁石との空隙を検出する水平方
向ギャップセンサと、前記各ギャップセンサの検出値に
基づいて前記浮上用電磁石と案内用電磁石の制御をそれ
ぞれ行う機能を有する制御部を具備したことを加えたこ
とを特徴としている。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成のうち、案内用永久磁石は搬送路の路壁内側面
の走行方向に、かつ、案内用電磁石の中心線に対して
上、下に等間隔で配置されていることを加えたことを特
徴としている。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成のうち、案内用電磁石に案内用永久磁石の曲率
と同じ曲率を有していることを加えたことを特徴として
いる。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成のうち、制御部は台車が直線路を走行するとき
は、垂直方向ギャップセンサの検出に基づいて前記浮上
用電磁石が浮上用レールを吸引し、台車が曲線路を走行
するときは、前記浮上用電磁石が浮上用レールを吸引す
るとともに水平方向ギャップセンサの検出に基づいて、
案内用電極石が案内用永久磁石に反発するように制御す
ることを加えたことを特徴としている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して請求項１に
記載の発明に係る磁気浮上式搬送装置（以下、本発明装
置という）の実施例の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明装置の構成を説明する側面視断面図、図２
は図１のＸ−Ｘ線視平面図、図３は台車が走行中の搬送
路の要部平面図である。従来技術と同一の部分は同一の
符号で示している。

【００２３】本発明装置は直線路１１と曲線路１２とが
連なる搬送路１０と、搬送路上を走行する台車２０とか
らなっている。搬送路１０は従来技術と略同一形状で、
側面視断面が箱状に形成されたアルミニウム製のフレー
ムからなり、直線路１１及びこれに連なる曲線路１２と
を有している。そして開口部１０Ａを挟む両側のフレー
ム下面に１対の浮上用レール１３Ｌ、１３Ｒ（以下、総
称する場合符号１３とする）が直線路１１と曲線路１２
の全長に亘って配設されている。

【００２４】曲線路１２に配置された浮上用レール１３
Ｌ、１３Ｒの外側で、かつ、搬送路１０のフレーム内側
両面には、対向して１対の案内用永久磁石１３Ｌ、１３
Ｒ（以下、総称する場合符号３０とする）が配設されて
いる。そして前記案内用永久磁石３０の吸着面３０Ａは
曲線路１２と同じ曲率をもって形成されている。

【００２５】台車２０は、図１に示すように、リニアモ
ータを両側式とするほか、構成部品を合理的に配設する
ことにより従来のものより機高が低く構成されている。
そして、案内用電磁石３１の構造が相違するほかは従来
の台車と略同様に構成されている。

【００２６】着地用車輪２１は上板２０Ｂに、浮上用レ
ール１３と所定間隙をもって取り付けられている。案内
用車輪２２は胴部２０Ａに取り付けられ浮上用レール１
３の側面に所定間隙をもって対向して配置されている。
そして曲線路１２においては、前記浮上用レール１３の
側面と案内用車輪２２との空隙は直線路１１における間
隙よりも大きく設定されている。

【００２７】前記垂直方向ギャップセンサ２７は従来技
術と同様に浮上用レール１３と台車２０との垂直空隙を
検出し、その検出結果は制御部４０に入力される。制御
部４０は前記入力に基づいて浮上用電磁石２６の励磁電
流を制御し吸引力の強弱制御をするようになっている。

【００２８】前記フレーム下板２０Ｃの前部及び後部の
外側面には案内用電磁石３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１
Ｄ（以下、総称する場合符号３１とする）が設けられて
いる。案内用電磁石３１Ａ、３１Ｂ、及び３１Ｃ、３１
Ｄは前記案内用永久磁石１３Ｌ、１３Ｒにそれぞれ反発
するようにして設けている。（図示例ではＮ極同士が対
向している。そして、案内用電磁石３１Ａ、３１Ｂの吸
着面３１Ｅ、３１Ｆは案内用永久磁石３０Ｒの吸着面３
０Ｅと同じ曲率をもって、また案内用電磁石３１Ｃ、３
１Ｄの吸着面３１Ｇ、３１Ｈと同様に案内用永久磁石３
０Ｌの吸着面３０Ｆと同じ曲率をもって形成されてい
る。なお案内用磁気反発力は浮上用磁気吸引力に比して
比較的に小さくてもよく、曲線路のみ通電するため、案
内用電磁石３１は浮上用電磁石２６より小形することが
できる。

【００２９】前記水平方向ギャップセンサ２４は案内用
電磁石３１の近傍に配設されており、案内用電磁石３１
と案内用永久磁石３０との水平空隙を検出する。この検
出結果は制御部４０に入力され、制御部４０は前記入力
に基づいて案内用電磁石３１の励磁電源を曲線路ではオ
ン、直線路ではオフ制御するようになっている。

【００３０】前記垂直方向ギャップセンサ２７、水平方
向ギャップセンサ２４は静電容量型、渦電流型等の変位
センサを用いている。なお本実施例では台車及び搬送路
の形態を従来と同様にＨ字状に構成するものとしたが、
これに限ることなく、同じ作用をするものであれば台車
の形状、部品配置を適宜変更してもよい。

【００３１】次に本発明装置の動作を説明する。 （１）直線路１１において、台車２０は浮上用電磁石２
６によって浮上用レール１３を吸引し、浮上、吸引力に
よる案内力を得てリニアモータの推力によって走行す
る。なお実施例に於ては、直線路１１では、水平方向の
案内用電磁石が無くても十分に安定した走行が得られ
る。

【００３２】（２）台車２０が曲線路１２の入口に近づ
くと、直線路１１に設けた位置センサ１５によって曲線
路に到達したことが検知され、地上側に設けられた図外
の制御装置によりリニアモータの逆相励磁によって減速
され、曲線路１２に進入する。このとき水平方向ギャッ
プセンサ２４の検出値が予め設定された所定値の範囲に
なると同時に案内用電磁石３１の電源回路はオンする。

【００３３】（３）台車２０が曲線路１２に入ると、水
平方向ギャップセンサ２４によって互いに反発する案内
用永久磁石３０と案内用電磁石３１との空隙を検出す
る。

【００３４】（４）前記検出値は制御部４０に入力さ
れ、制御部４０を介して案内用電磁石３１の励磁電流を
制御する。そして台車２０の案内方向の水平空隙が台車
内側を台車外側とが同じになるように各案内用電磁石３
１の励磁電流を制御する。

【００３５】（５）この際各案内用電磁石３１の吸着面
３１Ｆは内側、外側の案内用永久磁石３０の吸着面３０
Ｆと同じ曲率を有しており、案内用電磁石３１と案内用
永久磁石３０の水平空隙が同一に保たれるように制御し
ているので、走行中の台車２０にヨーイングが生じ難
く、また遠心力によって台車２０が飛び出すことがな
い。なお曲線路１２を走行中、浮上用電磁石２６が励磁
されていることはいう迄もない。

【００３６】（６）曲線路１２を通過し直線路１１に入
ると、水平方向ギャップセンサ２４の検出値が所定値以
上となる。制御部４０は前記に準じ、案内用電磁石３１
の励磁をオフする。リニアモータは前記地上側の制御装
置により正相励磁され、台車２０は加速され次の目的地
に向かう。

【００３７】請求項２記載の発明の構成、動作について
は請求項１記載の発明の説明で前述したのでその説明は
省略する。請求項３記載の発明装置では、案内用永久磁
石３０を図１に示すように搬送路１０の路壁内側面の長
手方向に、かつ、案内用電磁石３１の中心線に対して
上、下２段に同じ距離で配置している。そして、台車２
０側の案内用電磁石３１とは、図示例ではＮ極が対向す
るように配設されている。

【００３８】案内用電磁石３１と上側の案内用永久磁石
３０１の間に斜め上方に反発力が働き、下側案内用永久
磁石３０２との間には斜め下方の反発力が働く。そして
前記水平方向、垂直方向ギャップセンサ２４、２７の検
出値に基づき制御部４０を介し、案内用電磁石３１の励
磁電流を制御することにより台車２０はローリング及び
ピッチングをすることなく安定して曲線路１２を走行す
ることができる。

【００３９】請求項４、請求項５記載の発明の構成、動
作については、請求項１記載の発明の説明で前述したの
で、その記載を省略する。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明は、台車はヨーイング等することがなく
安定した姿勢で曲線路を走行することができる。

【００４１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果に加えて、台車をクリーンルーム用搬送装置と
して使用することができるという効果が加わったもので
ある。

【００４２】請求項３記載の発明は、請求項１、又は２
記載の発明の効果に加えて、台車のローリング及びピッ
チングをなくするようにしたことが加わったものであ
る。

【００４３】請求項４記載の発明は、請求項１、２、又
は３記載の発明の効果に加えて、台車が曲線路を円滑に
通過できることが加わったものである。

【００４４】請求項５記載の発明は、請求項１、２、
３、又は４記載の発明の効果に加えて、台車が直線路、
曲線路を含む全搬送路を安定した姿勢で走行できること
が加わったものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の側面視断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線視平面図である。

【図３】台車が走行中の搬送路の要部平面図である。

【図４】従来の搬送路と台車の側面視断面図である。

【図５】図４のＹ−Ｙ線断面図である。

【符号の説明】

１０ 搬送路 １２ 曲線路 １３ 浮上用レール ２０ 台車 ２４ 水平方向ギャップセンサ ２６ 浮上用電磁石 ２７ 垂直方向ギャップセンサ ３０ 案内用永久磁石 ３１ 案内用電磁石 ４０ 制御部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線路と曲線路が連なる搬送路と、搬送
   路上を走行する台車とからなり、前記搬送路は直線路と
   曲線路に沿って配設された浮上用レールと、曲線路に配
   設された浮上用レールの両外側に対向して設けられた１
   対の案内用永久磁石とを具備しており、前記台車は前記
   案内用永久磁石に対向して設けられた案内用電磁石を具
   備したことを特徴とする磁気浮上式搬送装置。
2. 【請求項２】 前記台車は、浮上用レールと台車との空
   隙を検出する垂直方向ギャップセンサと、浮上用レール
   を磁気吸引する浮上用電磁石と、案内用永久磁石と台車
   の案内用電磁石との空隙を検出する水平方向ギャップセ
   ンサと、前記ギャップセンサの検出値に基づいて前記浮
   上用電磁石と案内用電磁石の制御をそれぞれ行う機能を
   有する制御部を具備したことを特徴とする請求項１記載
   の磁気浮上式搬送装置。
3. 【請求項３】 前記案内用永久磁石は搬送路の路壁内側
   面の走行方向に、かつ、案内用電磁石の中心線に対して
   上、下に等間隔で配置されていることを特徴とする請求
   項１、又は２記載の磁気浮上式搬送装置。
4. 【請求項４】 前記案内用電磁石は案内用永久磁石の曲
   率と同じ曲率を有していることを特徴とする請求項１、
   ２、又は３記載の磁気浮上式搬送装置。
5. 【請求項５】 前記制御部は、台車が直線路を走行する
   ときは、垂直方向ギャップセンサの検出に基づいて前記
   浮上用電磁石が浮上用レールを吸引し、台車が曲線路を
   走行するときは、前記浮上用電磁石が浮上用レールを吸
   引するとともに水平方向ギャップセンサの検出に基づい
   て、案内用電極石が案内用永久磁石に反発するように制
   御することを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載
   の磁気浮上式搬送装置。