JPH11127504A - 角型リニアチューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り回しや荷物移載の点で有利な箱型のカプ
セルを用いたリニア式カプセル型走行装置の搬送効率の
向上、建設コストの削減。 【解決手段】 横断面が長方形の角型のチューブ本体１
の面には、その長手方向にわたり孔が設けられており、
孔内には、チューブ本体１の長手方向にわたりコイルケ
ース９が嵌め込まれ固定されている。コイルケース９内
には励磁コイル２がチューブ本体１の長手方向にわたり
所定間隔毎に並列して設けられている。励磁コイル２は
コイルケース９と共にチューブ本体１の内側に向けて突
出して固定されている。磁気センサ６はコイルケース９
内の励磁コイル２の位置毎に取り付けられている。車輪
８を有する直方体の箱型形状のカプセル４の外側には永
久磁石５が取り付けられている。永久磁石５はリニアチ
ューブ３の励磁コイル２とにより磁石式の同期リニアモ
ータを構成し、カプセル４はチューブ本体１内を走行す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、取り回しや荷物
移載の点で有利な箱型のカプセルを用い、該カプセルに
永久磁石を取り付け、角型のリニアチューブ内をリニア
モータで駆動する方式を採用したリニア式カプセル型走
行装置の角型リニアチューブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、励磁コイルが並設されたリニ
アチューブと、カプセルに取り付けられた永久磁石とに
よって構成されるリニアモータによって、カプセルがリ
ニアチューブ内を走行自在のリニア式カプセル型走行装
置が開発されている。

【０００３】従来のリニア式カプセル型走行装置のリニ
アチューブは、例えば、特開平３−１０３００４号公報
に開示されるように、チューブ本体の外側に励磁コイル
（電磁石）を巻装する構成となっている（以下、「先行
技術１」という）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】先行技術１では、チュ
ーブ本体の外側に巻装するので励磁コイルが大型となり
建設コストが高くなり不経済である等の問題があった。
また、チューブ本体の素材として非磁性材を使用する必
要があった。

【０００５】一方、取り回しや荷物移載の点で有利な箱
型のカプセルを用い、横断面長方形または正方形の角型
のリニアチューブ内をリニアモータにより走行させるリ
ニア式カプセル型走行装置が発明者等により開発されて
いる。

【０００６】しかしながら、このような角型のリニア式
カプセル型走行装置においては、角型のチューブ本体に
励磁コイルを設けるのに建設効率上問題があり、角型の
チューブ本体に励磁コイルを作業性良く取り付け可能な
技術の開発が望まれている。また、チューブ本体の外側
に励磁コイルを巻装する従来技術よりもカプセルの永久
磁石と励磁コイルとの距離をより接近させてリニアモー
タの推進効率を向上することが望まれている。

【０００７】従って、この発明の目的は、チューブ本体
の素材として磁性材の使用を可能とし、建設コストも安
価でコスト削減を可能とすることができ、励磁コイルの
取り付けの作業性が良く、そして、カプセルの推進効率
を向上することができるリニア式カプセル型走行装置の
角型リニアチューブを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
横断面長方形または正方形の角型のチューブ本体と、前
記チューブ本体の１つまたは複数の面に前記チューブ本
体の長手方向にわたりあけられた孔と、前記孔内に嵌め
込まれ固定されて前記チューブ本体の長手方向にわたり
設けられているコイルケースと、前記コイルケース内に
前記チューブ本体の長手方向にわたり所定間隔毎に設け
られた励磁コイルと、前記コイルケース内の前記励磁コ
イルの位置毎に取り付けられた磁気センサとからなるこ
とに特徴を有するものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、横断面長方形また
は正方形の角型のチューブ本体と、前記チューブ本体の
１つまたは複数の面に前記チューブ本体の長手方向にわ
たりあけられた孔と、前記孔内に嵌め込まれ固定されて
前記チューブ本体の長手方向にわたり並設された複数の
コイルケースと、前記コイルケースの各々内に配され前
記チューブ本体の長手方向にわたり所定間隔毎に設けら
れた励磁コイルと、前記コイルケース内の前記励磁コイ
ルの位置毎に取り付けられた磁気センサとからなること
に特徴を有するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の
形態に係る角型リニアチューブを示す斜視図、図２は、
この発明の第１の実施の形態に係るコイルの取り付け部
を示す斜視図、図３は、第２の実施の形態を示す示す斜
視図、図４は、第３の実施の形態を示す斜視図、図５
は、リニア式カプセル型走行装置による搬送設備を示す
斜視図、図６は、カプセル型走行体の荷物ケースを示す
斜視図、図７は、搬送ラインにおけるセクション制御お
よび複数カプセルが同時駆動するための複数ゾーンの制
御方法を示す配線図、図８は、１セクション制御を示す
配線図である。図１〜図３において、チューブ本体、コ
イルケース、磁性材は透視した状態で示されている。

【００１１】この発明の角型リニアチューブ３は、横断
面長方形または正方形の角型のチューブ本体１と、チュ
ーブ本体１の面にチューブ本体１の長手方向にわたりあ
けられた孔と、孔内に嵌め込まれ固定されたコイルケー
ス９と、コイルケース９内にチューブ本体１の長手方向
にわたり所定間隔毎に設けられた励磁コイル２と、励磁
コイル２の位置毎に取り付けられた位置センサ（磁気セ
ンサ）６とからなっている。コイルケース９は非磁性材
（例えば、エンジニアリングプラスチックやＳＵＳ３０
４等）からなっている。

【００１２】リニア式カプセル型走行装置は、本発明角
型リニアチューブ３と、車輪８を有し外側に永久磁石５
が取り付けられた箱型のカプセル４と、励磁コイル２の
極性変換機構とにより構成される。

【００１３】図２に示す第１の実施の形態では、複数の
励磁コイル２がコイルケース９内に収納されて並列して
所定間隔毎に設けられている。ここでいう、「所定間隔
毎に設けられた」というのは、完全に等間隔に設けられ
た場合以外に、カプセルの永久磁石の長さとの関係で推
進力が得られる範囲で、等間隔に設けられたものから一
部を間引いた場合も含むものである。

【００１４】このようにコイルケース９に収納された励
磁コイル２は、コイルケース９と共にチューブ本体１の
内側に向けて突出している。更に、コイルケース９内に
おいて、励磁コイル２の外側には磁性材（珪素鋼板等）
１６からなるプレートがバックコアとして配されてい
る。この磁性材１６によって励磁コイル２の外側の面２
ａを外側からコイルケース９ごと内側に向けて押し付け
る。これにより磁路を確保すると共に、励磁コイル２と
カプセル４の永久磁石５との間の隙間１７を調整するこ
とができる。上記のように励磁コイル２を設けることに
より、チューブ本体１として鉄等の強磁性材を用いるこ
とができる。

【００１５】図３に示す第２の実施の形態では、複数の
励磁コイル２をコイルケース９内に並列して収納し、磁
性材１６によって励磁コイル２の外側の面２ａを外側か
らコイルケース９ごと内側に向けて押し付ける点は第１
の実施の形態と同じであるが、磁性材１６を更にチュー
ブ本体１の内側に凹状に折り曲げて形成した突出部１６
ａを励磁コイル２の内孔２ｃ内に挿入し、励磁コイル２
の内側の面２ｂと突出部１６ａの底面（内側の面）との
位置を合わせて配置する構造となっている点が異なって
いる。磁性材１６と励磁コイル２との横ずれを防止する
効果がある。

【００１６】図４に示す第３の実施の形態では、コイル
ケース９内に、励磁コイル２が単一で収納されている。
磁性材１６は凹状に折り曲げられ、この磁性材１６の底
面（内側の面）によって励磁コイル２は外側の面２ａを
外側（後側）からコイルケース９ごと内側に押し付けら
れている。磁性材１６の外側端の縁部には、フランジ１
６ｂが形成されており、フランジ１６ｂはコイルケース
９の縁部９ａに係止されている。このような励磁コイル
２およびコイルケース９をチューブ本体１の長手方向に
わたり複数並列することにより、励磁コイル２を所定間
隔毎に設けることができる。このような構成にすれば、
特にベンド部１０（図５参照）のような箇所におけるリ
ニアチューブ３の建設が容易となる。

【００１７】カプセル４は、角型のリニアチューブ３
（チューブ本体１）内に挿入可能な箱型の形状を有して
おり、その中に図１、図７に示すような箱型の荷物ケー
ス７が収容されるようになっている。カプセル４は、軽
量化のためにアルミニウムを用いてもよい。カプセル４
の外側（外周面）には、複数極（図２では５極）の永久
磁石５が取り付けられている。永久磁石５の後ろ側（励
磁コイル２の反対側）には、磁性材１６がバックコアと
して配されている。永久磁石５は、励磁コイル２とによ
り磁石式の同期リニアモータを構成するので、リニアチ
ューブ３の励磁コイル２が設けられている面側に取り付
ける。

【００１８】カプセル４の外側に取り付けられた永久磁
石５は、カプセル４の外側（リニアチューブ３の内周
面）に向けて位置調整可能となっており、永久磁石５と
励磁コイル２との隙間を所望の間隔に設定することがで
きる。この間隔は、両者（永久磁石５と励磁コイル２）
が接触しない限度においてなるべく近づけることにより
磁束密度を高める効果が有り、強い反発、吸着力が得ら
れる。

【００１９】チューブ本体１の４つの内周面に対応する
カプセル４の４つの外周面には、それぞれ、車輪８が設
けられている。車輪８は、各外周面のカプセル移動方
向、即ち、チューブ本体１の長手方向の上流側および下
流側に２個ずつ、計４個ずつ、４面で１６個設けられて
いる。カプセル４の自重を支える下側の面および励磁コ
イル２が設けられている側の面の車輪８ａは、伸縮機構
を有さない構造（以下、「固定型車輪」という）となっ
ている。そして、励磁コイル２側に設けた固定型車輪８
ａは、励磁コイル２と衝突しないようにその幅よりも広
い間隔をあけて励磁コイル２の外側に位置させて設けら
れている。他の面の車輪８ｂは、伸縮機構によって伸縮
自在となっている（以下、「伸縮型車輪」という）。従
って、リニアチューブ３（チューブ本体１）の偏平や歪
みに対処でき、走行および推力の安定を図ることができ
る。カプセル４には、衝撃吸収用ダンパ３１が設けられ
ている。

【００２０】図７、図８に示すように、切替器２３と位
置センサ６との間は、信号線２７により接続されてお
り、信号線２７が切替器２３内のサイリスタまたはパワ
ートランジスタ等の電気的なスイッチに繋がっている。
チューブ本体１の外側には電源（図示せず）から励磁コ
イル２に給電するための電源ケーブル１８がチューブ本
体１と近接してチューブ本体１の長手方向にわたり設け
られている。電源ケーブル１８は切替器２３内のサイリ
スタ等の電気的スイッチを経て励磁コイル２に繋がって
いる。切替器２３は励磁コイル２に給電される電流を逆
転し励磁コイル２（電磁石）の極性を変換するための極
性変換機構を構成している。

【００２１】カプセル４の走行は、永久磁石５に対し
「フレミングの左手の法則」に従った励磁パターンを付
与することにより行なわれる。即ち、カプセル４に取り
付けられた永久磁石５が位置センサ６を通過すると該セ
ンサ６がこれを検知し、その直後から電流の停止および
カプセル４の進行方向前方の励磁コイル２がコイルのセ
ンター間隔と同じ幅の永久磁石５と異なる極性となるよ
うに電流が流れる。これにより、永久磁石５は前記励磁
コイル２に吸引され、カプセル４は走行方向へスムーズ
に移動する。次いで、永久磁石５が次の走行方向前方の
位置センサ６を通過すると該センサ６がこれを検知し、
その直後から前記励磁コイル２に流れる電流が停止およ
び逆転し、前記励磁コイル２の極性が永久磁石５と同じ
極性に変換する。これによって、永久磁石５と前記励磁
コイル２とが反発し、カプセル４は走行方向へ押し出さ
れる。これを、各励磁コイル２毎に順次繰り返して行う
ことにより、カプセル４は走行方向へ連続して走行す
る。このように、励磁コイル２と複数極の永久磁石５と
の位置を位置センサ６により検知し、一定方向（走行方
向）にリニアモータによりスムーズに推力を付与できる
ように電流が制御される。

【００２２】搬送ライン（リニアチューブ３）を複数の
セクション２０に区切り、その間をリニアモータの駆動
用の主配線２２とサイリスタやトランジスタ等の切替器
２３を経て、限られた１セクション２０のみに電流を流
したり、動力に合わせてセクション２０長を変えること
ができる。これにより、動力の低減および動力の小型化
を図ることができる。また、複数のカプセル４を同時に
駆動する場合のためにゾーン２１に分けられ、それぞれ
のゾーン２１ごとに主配線２２が切替器２３を経てリニ
ア駆動装置２４につながっており、カプセル４は、１ゾ
ーンの１台が、それぞれのゾーンのリニア駆動装置２
４、２４・・・により制御される。これらは操作盤２５
の操作装置２６で制御でき、位置センサ６からの信号は
信号線２７を経てＣＰＵ２８に送られ、常に複数のカプ
セル４の位置が把握される。

【００２３】積載される荷物ケース７には、解除可能な
ロック装置（図示せず）および小型の搬送コンベア（図
示せず）を搭載しておき、ステーションで非接触（磁気
結合等）または接触で電気的結合が出来るようになって
おり、ステーションで停止した際、荷物ケース７のロッ
ク解除およびコンベアを駆動して荷物の積み降ろしがで
きるようになっている。

【００２４】本発明装置は、例えば、図５に示すような
ビル内搬送設備において使用される。図５に示すよう
に、ビル１１の各階に移載装置１２が配設され、リニア
チューブ３内をカプセル４が走行する。チューブ本体１
の面に孔をあけ、孔内に励磁コイル２をコイルケース９
を介して固定することで、水平から垂直の姿勢に変わる
ベンド部１０の通過時でもカプセル型走行体を効率良く
連続的に搬送することができる。階下のステーション１
３において、搬送コンベア１５を備える移載装置１４に
よりトラック２９により運ばれた荷物ケース７（荷物３
０）がカプセル４に積載される。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、下記に示す有用な効果がもたらされる。 チューブ本体の面に孔をあけ、孔内に励磁コイルを
コイルケースを介してチューブ本体の内側に突出させて
固定したので、励磁コイルと走行するカプセルの永久磁
石との間隔が先行技術より近づき磁束密度を高めること
ができ、強い反発、吸着力が得られ、カプセル型走行体
の走行効率が向上する。 チューブ本体の孔内の励磁コイルの固定位置および
永久磁石の取り付け位置が調整可能で、励磁コイルと永
久磁石とが接触せず且つ強い反発、吸着力が得られる所
望の間隔を容易に調整することができる。 チューブ本体の面に孔をあけ、孔内に励磁コイルを
コイルケースを介して固定したので、チューブ本体の素
材として鉄等の使用が可能となり建設コストが安価とな
る。 チューブ本体の孔内に励磁コイルを配置したので、
チューブ本体の外側に励磁コイルを巻装する先行技術よ
りも励磁コイルの使用量が減少し建設コストが安価とな
る。 チューブ本体の面に孔をあけ、孔内に励磁コイルを
コイルケースを介して固定することで、チューブ本体が
水平や垂直の姿勢にかかわらずカプセル型走行体を効率
良く連続的に搬送することができる。 コイルケースを複数設け、励磁コイルをコイルケー
スの各々内に設けることにより、特にベンド部のような
曲がっている箇所におけるリニアチューブの建設が容易
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る角型リニアチュー
ブを示す斜視図である。

【図２】この発明の第１の実施の形態に係る励磁コイル
の取り付け部を示す斜視図である。

【図３】この発明の第２の実施の形態に係る励磁コイル
の取り付け部を示す斜視図である。

【図４】この発明の第３の実施の形態に係る励磁コイル
の取り付け部を示す斜視図である。

【図５】リニア式カプセル型走行装置による搬送設備を
示す斜視図である。

【図６】カプセル型走行体の荷物ケースを示す斜視図で
ある。

【図７】搬送ラインにおけるセクション制御および複数
カプセルが同時駆動するための複数ゾーンの制御方法を
示す配線図である。

【図８】１セクション制御を示す配線図である。

【符号の説明】

１：チューブ本体 ２：励磁コイル ２ａ：励磁コイルの外側の面 ２ｂ：励磁コイルの内側の面 ２ｃ：励磁コイルの内孔 ３：リニアチューブ ４：カプセル ５：永久磁石 ６：位置センサ ７：荷物ケース ８：車輪 ８ａ：固定型車輪 ８ｂ：伸縮型車輪 ９：コイルケース ９ａ：縁部 １０：ベンド部 １１：ビル １２：ビルの移載装置 １３：ステーション １４：ステーションの移載装置 １５：コンベア １６：磁性材 １６ａ：突出部 １６ｂ：フランジ １７：隙間 １８：電源ケーブル ２０：セクション ２１：ゾーン ２２：主配線 ２３：切替器 ２４：駆動装置 ２５：操作盤 ２６：操作装置 ２７：信号線 ２８：ＣＰＵ ２９：トラック ３０：荷物 ３１：ダンパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横断面長方形または正方形の角型のチュ
   ーブ本体と、前記チューブ本体の１つまたは複数の面に
   前記チューブ本体の長手方向にわたりあけられた孔と、
   前記孔内に嵌め込まれ固定されて前記チューブ本体の長
   手方向にわたり設けられているコイルケースと、前記コ
   イルケース内に前記チューブ本体の長手方向にわたり所
   定間隔毎に設けられた励磁コイルと、前記コイルケース
   内の前記励磁コイルの位置毎に取り付けられた磁気セン
   サとからなることを特徴とするリニア式カプセル型走行
   装置の角型リニアチューブ。
2. 【請求項２】 横断面長方形または正方形の角型のチュ
   ーブ本体と、前記チューブ本体の１つまたは複数の面に
   前記チューブ本体の長手方向にわたりあけられた孔と、
   前記孔内に嵌め込まれ固定されて前記チューブ本体の長
   手方向にわたり並設された複数のコイルケースと、前記
   コイルケースの各々内に配され前記チューブ本体の長手
   方向にわたり所定間隔毎に設けられた励磁コイルと、前
   記コイルケース内の前記励磁コイルの位置毎に取り付け
   られた磁気センサとからなることを特徴とするリニア式
   カプセル型走行装置の角型リニアチューブ。