JPH11215614A

JPH11215614A - 浮上式搬送装置

Info

Publication number: JPH11215614A
Application number: JP10022838A
Authority: JP
Inventors: Teizo Sekiya; 禎三関屋; Akitaka Noda; 明孝野田; Yoshitaka Okabe; 由孝岡部
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送車の速度制御を容易に行なえるよう
にするとともに、作業効率を向上させること。【解決手段】ガイドレール１２ａ、１２ｂに沿って搬
送車６９を自由に走行自在に配置する。この搬送車に
は、ガイドレールとの間に設けられたリニア誘導電動機
にて推進力または制動力が付与されるものであり、リニ
ア誘導電動機を構成するコア部材７０を搬送車に設け、
リニア誘導電動機を構成する導電体からなるフランジ部
６４を、走行する搬送車のコア部材と対向するようにし
てガイドレールに沿って固定配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小物類を搬送する
のに好適な浮上式搬送装置に係わり、特に加減速制御を
容易に行なえる浮上式搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オフィスオートメーション、ファクトリ
オートメーションの一環として、建屋内の複数の地点に
おいて、伝票、書類、現金、試料等を搬送装置を用いて
移動させることが行なわれている。

【０００３】このような用途に用いられる搬送装置は、
ガイドレールに案内されつつ移動する搬送車が用いら
れ、特に粉塵の発生等がなく低騒音であることが要求さ
れる場合、搬送車をガイドレールに対して非接触に支持
し得るようにしている。搬送車をガイドレールに対して
非接触に支持するに用いられるものとしては、空気や磁
気を利用するもので一般的である。中でも磁気的吸引力
を用いて支持する方式は、ガイドレールに対する追従性
や、騒音低減効果にすぐれており、もっとも有望な支持
方式とされる。

【０００４】従来この磁気的吸引力を用いた浮上式搬送
装置としては、例えば特公平４―５８２４７号公報に記
載されたものが公知である。図６を用いて説明すると、
１１は断面逆Ｕ字状の軌道枠で、その上部壁下面には少
なくとも下面部分が強磁性体で形成された２本のガイド
レール１２ａ、１２ｂが平行に敷設され、側壁内面には
断面コ字状の非常用ガイド１３ａ、１３ｂがその開放側
を対面させて敷設される。軌道枠１１の上部壁下面でガ
イドレール１２ａ、１２ｂの間の部分には、ガイドレー
ル１２ａ、１２ｂに沿って所定の距離を隔ててリニア誘
導電動機の固定子１６が配置される。

【０００５】１５は、ガイドレール１２ａ、１２ｂに沿
って走行自在の搬送車である。この搬送車１５は、ガイ
ドレール１２ａ、１２ｂの下面と対向するように平板状
の基台２５が配置されていて、この基台２５を構成する
２つの分割板２６ａ、２６ｂは、連結機構２７によって
両分割板を進行方向と直交する面内で回転可能とされ
る。この基台２５は、前述のリニア誘導電動機の可動要
素である導電板を兼ねるもので、装置の稼動時において
固定子１６と僅かなギャップを介して対向する高さに配
置されている。基台２５の上面四隅位置には、それぞれ
計４つの磁気支持ユニット３１が不図示のボルトおよび
台座３３を用いて基台２５に取り付けられている。磁気
支持ユニット３１は、上端部がガイドレール１２ａ、１
２ｂの下端部と対向するように搬送車１５の進行方向と
平行な方向に配置された２つの電磁石５１、５２と、こ
れら電磁石５１、５２の各下部側面間に介在する永久磁
石５３とで構成され、全体がＵ字状とされる。各電磁石
５１、５２は、強磁性体で形成された継鉄５５と、この
継鉄５５に巻装されたコイル５６とで構成されており、
各コイル５６は、電磁石５１、５２によって形成される
磁束が互いに加算されるような向きで直列に接続されて
いる。これら磁気支持ユニット３１には、同支持ユニッ
ト３１とガイドレール１２ａ、１２ｂの下面との間隙長
を検出する光学ギャップセンサ３４が取り付けられてい
る。また各分割板２６ａ、２６ｂの下面には、２組の連
結部材３５を介して、搬送物の収納のための容器３７、
３８がそれぞれ取り付けられる。そしてこれら容器３
７、３８には、４つの前記磁気支持ユニット３１をそれ
ぞれ制御する制御装置４１、定電圧発生装置４２、これ
らに電力を供給する小容量のバッテリ４３とがそれぞれ
２つずつ計４つ搭載されている。また、基台２５の下面
四隅位置には、磁気支持ユニット３１の磁気力喪失時な
どにおいて前記非常用ガイド１３ａ、１３ｂの上下壁内
面に接触して搬送車１５を上下方向に支持するための４
つの縦車輪４５ａと、非常用ガイド１３ａ、１３ｂの側
壁内面に接触して搬送車１５を左右方向に支持するため
の４つの横車輪４５ｂとがそれぞれ取り付けられてい
る。

【０００６】このような構成の搬送装置においては、ま
ず装置停止状態において、非常用ガイド１３ａ、１３ｂ
の上下壁のいずれか一方の内面に搬送車１５の縦車輪４
５ａが接触している。この状態で装置が起動されると、
制御装置４１は、永久磁石５３が発生する磁束と同じ向
きまたは逆向きに磁束を電磁石に発生させるとともに、
磁気支持ユニット３１とガイドレール１２ａ、１２ｂと
の間に所定の間隙長を維持させるべく励磁コイル５６に
流す電流を制御する。これによって、永久磁石５３、継
鉄５５、空隙、ガイドレール１２ａ、１２ｂ、空隙、継
鉄５５、永久磁石５３の経路からなる磁気回路が形成さ
れる。この磁気回路に形成される磁束は、搬送車１５の
進行方向および鉛直に対して平行な面に沿うように発生
する。ギャップ長は、搬送車１５などの被支持体の重量
と、永久磁石５３の起磁力による磁気支持ユニット３
１、ガイドレール１２ａ、１２ｂ間の磁気的吸着力とが
丁度釣り合うような長さに設定される。制御装置４１
は、このギャップ長を維持すべく電磁石５１、５２の励
磁電流制御を行なう。これによって、ゼロパワー制御が
なされることになる。

【０００７】そして、搬送車１５がリニア誘導電動機の
固定子１６の真下にあるとして、この固定子１６を付勢
すると、基台２５が固定子１６からの電磁力を受けるの
で、搬送車１５は、磁気浮上の状態のままガイドレール
１２ａ、１２ｂに沿って走行させることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来技術による浮上式搬送装置においては次に示す
欠点を有していた。

【０００９】まず、搬送車１５の速度制御は、搬送車１
５の基台２５が固定子１６と対向している間でしか行な
えない。つまり、この固定子１６は、ガイドレール１２
ａ、１２ｂに沿って所定の間隔を有して設置されている
ものであるため、搬送車の走行状態において、隣接する
固定子１６間にこの搬送車１５が位置している間は搬送
車は惰性で移動しているだけで、外部から速度制御を行
なうことができない。従って、搬送車１５の速度制御
を、搬送車１５の基台２５が固定子１６と対向している
間に行なわなければならないことから、その制御が難し
かった。

【００１０】また障害物との衝突、作業者による強制停
車等の外乱により、搬送車１５が隣接する固定子間で停
止した場合、上述した理由から、搬送車１５を自動復帰
させることができなかった。

【００１１】またガイドレール１２ａ、１２ｂに沿って
走行させる搬送車１５の数が多くなる程、それらを制御
するための固定子１６の数を増大させなければならず、
コスト高となっていた。

【００１２】さらに、ガイドレール１２ａ、１２ｂに対
して搬送車１５を磁気浮上させるために設けられた電磁
石５１、５２への電力供給は、搬送車１５が搭載してい
るバッテリ４３から行なっているため、当然バッテリ４
３の消耗の都度その充電が必要となる。このため、従来
は搬送車１５の移動経路に充電ステーションを設置し、
バッテリ４３が消耗してくると、そのバッテリ４３を搭
載した搬送車１５による搬送作業を中止させ充電ステー
ションまで移動させて充電を行なうものであったため、
作業効率がなかなか上がらなかった。

【００１３】本発明は、搬送車の速度制御が極めて容易
に行なえる浮上式搬送装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】また、本発明は、搬送車による作業効率を
向上させることのできる浮上式搬送装置を提供すること
を特徴とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、少なくとも下面部分が磁性体で
形成されたガイドレールと、このガイドレールに沿って
自由に走行自在に配置された搬送車と、この搬送車に搭
載され前記ガイドレールの前記下面部分との間に生じる
磁気的吸引力で前記搬送車を前記ガイドレールに対して
浮上させる磁気力浮上装置と、前記搬送車と前記ガイド
レールとの間に設けられ前記搬送車に推進力または制動
力を付与するリニア誘導電動機と、を有する浮上式搬送
装置において、前記リニア誘導電動機を構成するコア部
材を前記搬送車に設け、前記リニア誘導電動機を構成す
る導電部材を、走行する前記搬送車の前記コア部材と対
向するようにして前記ガイドレールに沿って固定配置し
たことを特徴とする。

【００１６】また、本発明においてはさらに、高周波電
源に接続された給電線をガイドレールに沿って敷設する
とともに、搬送車には、この給電線より非接触で電力を
受ける受電コア部材を設け、この受電コア部材で発生し
た電力を前記磁気力浮上装置または前記コア部材に供給
することを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態
である磁気浮上式搬送装置の正面図、図２は推力発生部
分を示す模式図、図３は非接触状態での給電部分を示す
模式図、図４は給電線の敷設状態を示す模式図、図５は
搬送車の概略平面図をそれぞれ示し、先に述べた図６に
おける実質同一部分には同一符号を付し、詳細な説明は
省略する。

【００１８】まず、図１に示す搬送装置６０において、
断面が略矩形状の軌道枠６１が後述する搬送車６９の移
動経路に沿って設けられ、不図示の天井、あるいは軌道
枠６１に沿って設けた支柱等に支持棒６２を介して支持
される。この軌道枠６１の下面はその中央部が長手方向
に沿って開放部６３となっていて、この開放部６３を境
に水平で帯状のフランジ部６４が搬送車６９の搬送経路
に沿って連続状に形成される。なお、軌道枠６１の少な
くともこのフランジ部６４はアルミ材などの導電体で形
成され、このフランジ部６４は、リニア誘導電動機の導
電部材を構成する。

【００１９】図１において、軌道枠６１の左側面６５の
内部には、複数本の支持アーム６６を介して給電線６７
が上下に２本支持される。この給電線６７は、図３に示
すように高周波電源６８に接続されて閉ループを形成
し、例えば図４に示されるように、軌道枠６１が１つの
環状のものとすると、全周を例えば３つの領域６１ａ、
６１ｂ、６１ｃに分け、各領域後ごとに、高周波電源６
８に接続された給電線６７が軌道枠６１の側面に支持さ
れるようになっている。

【００２０】さて、本実施の形態においても、従来と同
様に軌道枠６１にガイドレール１２ａ、１２ｂが平行に
敷設されていて、電磁石５１、５２の配列方向は図６で
説明した磁気支持ユニット３１とは９０度相違するがそ
れ以外は同様な構成の磁気支持ユニットにて搬送車６９
が磁気吸引力によってガイドレール１２ａ、１２ｂに対
して浮上されるようになっている。従来と大きく異なる
点としては、図２に示されるように、このガイドレール
１２ａ、１２ｂに沿って自由に走行自在の搬送車６９
に、軌道枠の６１の水平に延びる前述のフランジ部６４
の上面６４ａと下面６４ｂとにそれぞれ対向し、かつ装
置の稼動時においてはフランジ部６４の各面６４ａ、６
４ｂと僅かなギャップを有する高さ位置に先に述べたリ
ニア誘導電動機のコア部材７０が配置されることであ
る。このコア部材７０は、鉄芯にコイルが巻かれたもの
で、先の軌道枠６１のフランジ部６４との間でリニア誘
導電動機を構成し、コイルに電力が付与されたとき両者
間の電磁作用により、固定配置されたフランジ部６４に
対してコア部材７０に推進力、制動力が作用する。

【００２１】搬送車６９には、前述した給電線６７から
非接触にて電力を受ける受電部として受電コア部材７１
が設けられる。この非接触受電について図３を用いて説
明すると、受電コア部材７１は、断面が略逆Ｅ字形をし
た鉄心７２で、軌道枠６１に敷設された２本の給電線６
７を丁度またぐようになっている。鉄心７２の中央部で
水平に突き出た突出部７２ａにはピックアップコイルと
なる二次コイル７３が巻かれる。つまりこの構成にて、
高周波電源６８によって給電線６７に高周波電流が流さ
れると、受電コア部材７１の二次コイル７３にて、電磁
誘導の原理から、搬送車の走行状態に拘わらず電気エネ
ルギーが得られるものである。なお、得られたエネルギ
ーは、搬送車６９が有するバッテリ７４（図６ではバッ
テリ４３に相当）に充電される。

【００２２】搬送車６９には、さらに容器７５を搬送す
るために、この容器７５の上部に有するフランジ７６を
保持する保持部７７が設けられ、この保持部７７を支持
する基台７９がクレーン７８によって昇降されるように
なっている。クレーン７８は、不図示のモータで回転駆
動される一対の回転車８０と、一端が回転車８０に、他
端が基台７９に接続されるワイヤ部材８１から構成さ
れ、回転車８０が回転しワイヤ部材８１がこの回転車８
０に巻き取られ、あるいは巻き出されることで基台７９
が上下動することとなる。

【００２３】搬送車６９には、図３、図５に示されるよ
うに、コントローラ８２が搭載される。このコントロー
ラ８２は、光通信などにより搬送路側の通信コントロー
ラ８３と受光部８４を介して交信されるようになってお
り、さらに搬送路側の通信コントローラ８３は、不図示
の地上側コントローラと接続されている。コントローラ
８２は、先に述べた受電部である受電コア部材７１に接
続され、この受電コア部材７１にて得た電気エネルギー
をバッテリ７４に充電させたり、搬送路側の通信コント
ローラ８３からの駆動信号や停止信号に基づいて、搬送
車６９の磁気浮上制御、コア部材７０への電力供給を制
御する。

【００２４】さて、次に上記構成による作動について説
明する。まず、バッテリ７４より供給される電力によっ
て、図６で示した従来と同様に磁気支持ユニット３１と
ガイドレール１２ａ、１２ｂとの間には磁気回路が形成
され、そこに発生する磁気的吸着力により、搬送車６９
はゼロパワー制御状態にてガイドレール１２ａ、１２ｂ
に対して浮上する。

【００２５】ここで、コア部材７０を付勢すると、軌道
枠６１のフランジ部６４は、コア部材７０から電磁力を
受けるが、軌道枠６１が固定のため、その反力で搬送車
６９は磁気浮上の状態のままガイドレール１２ａ、１２
ｂに沿って走行する。コントローラ８２による制御でコ
ア部材７０によって発生する磁力方向を変えれば、減速
制御や停止制御などが行なわれる。

【００２６】また、コア部材７０への給電に関して、通
常は受電コア部材７１によって給電線６７から非接触状
態で得られた電力がコントローラ８２の制御下でコア部
材７０に供給されるようになっている。そして、図４に
例示したような、軌道枠６１が３つの領域６１ａ、６１
ｂ、６１ｃに分かれている場合においては、各領域の境
目部分にて給電線６７の存在しない部分、つまり受電で
きない部分が存在することになるが、コア部材７０はコ
ントローラ８２を介してバッテリ７４と接続されてお
り、搬送車６９が上述のような給電線６７の存在しない
部分を通過するときにはこのバッテリ７４からコア部材
７１に給電されるようになっている。なお、このバッテ
リ７４に対しては、受電コア部材７１で受電した電力が
コントローラ８２の制御下で充電される。

【００２７】以上説明した実施の形態によれば、以下の
効果を有する。搬送車６９にリニア誘導電動機を構成するコア部材７
０を設け、リニア誘導電動機を構成する導電部材たるフ
ランジ部６４を固定配置の軌道枠６１に設けた。これに
より、コア部材７０とフランジ部６４とは、搬送車６９
の停車中はもちろん、走行中においても常に対向状態と
される。つまり、搬送車６９の速度制御を搬送車の位置
に拘わらずに行なえることから、その制御が極めて容易
となる。たとえ障害物との衝突、作業者による強制停車等の外
乱により搬送車６９が停止した場合でも、に記した理
由により、その停止位置に拘わらず自動復帰させること
ができる。ガイドレール１２ａ、１２ｂに沿って走行させる搬送
車６９の数が多くなっても、コア部材７０を各搬送車６
９に搭載すればよいので、従来に比べて低コストで実現
できる。ガイドレール１２ａ、１２ｂに対して搬送車６９を磁
気浮上させるための電磁石５１、５２に供給する電力
を、搬送車６９が搭載しているバッテリ７４から得てい
るにもかかわらず、当該バッテリ７４は、受電コア部材
７１にて給電線６７から非接触状態で得られた電力が充
電され、この充電はたとえ搬送車６９が走行中であって
も行なわれる。従って、従来のようにバッテリの消耗の
都度いちいち充電ステーションまで搬送車を移動させて
充電させる工程を不要とすることができる。このため、
充電ステーションを設置することも不要となり設置面積
を減少させることができるとともに、従来のように搬送
作業を中止させての充電工程が不要となるので、作業効
率を向上させることもできる。搬送車６９に搭載されたバッテリ７４にてコア部材７
０へも給電可能なように構成したので、図４に示した搬
送路のような給電線６７の途切れる部分が存在する場合
であっても、この部分を搬送車６９が通過するときには
バッテリ７４からコア部材７０が電力供給を受けるよう
にすれば搬送車６９の速度制御を継続的に行なうことが
できる。フランジ部６４の上面６４ａと下面６４ｂの各面に対
向してコア部材７０を設けたので、片面だけにコア部材
を配置した場合と比較し、搬送車６９に付与される推進
力や制動力の増大を図ることができる。

【００２８】なお上述した実施の形態においては、給電
線６７を図４に示したように３つの領域に分けたが、こ
の領域の数については任意であり、たとえば図４の環状
の軌道枠６１の場合、１つの閉ループ状の給電線６７で
カバーするものであっても良い。

【００２９】また、搬送車６９に推進力や制動力を発生
させるため、軌道枠６１に水平状のフランジ部６４を形
成し、これと対向するコア部材７０をやはり水平状態に
配置したが、対向面は垂直状態であって良いし、傾斜し
ていても良い。

【００３０】また、フランジ部６４の上面６４ａと下面
６４ｂの各面に対向してコア部材７０を設けたが、フラ
ンジ部６４の片面だけに配置するものであっても良い。
また搬送車６９におけるこのコア部材７０の配置数につ
いて、図５に２点鎖線で示すように、１箇所に限らず複
数箇所（図５では全４箇所）にコア部材７０を搭載し、
それぞれ軌道枠６１に設けた導電体からなるフランジ部
６４と対向配置するようにしても良い。

【００３１】また、搬送車６９をガイドレール１２ａ、
１２ｂに対して磁気浮上させるための電磁石５１、５２
に対しては、搬送車６９に搭載したバッテリ７４から供
給するようにしたが、この電磁石５１、５２に対しても
受電コア部材７１で得た電力を供給するようにしても良
い。この場合、バッテリ自体を廃止することもでき、こ
れは搬送車６９の軽量化につながり、速度制御がよりし
易くなる。

【００３２】また、受電部としての受電コア部材７１を
搬送車６９に一基備えたものを示したが、複数基搭載す
るようにしても構わない。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、搬送車の速度制御が極
めて容易に行なえる。

【００３４】また、搬送車による作業効率を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である磁気浮上式搬送装置
の正面図である。

【図２】推力発生部分を示す模式図である。

【図３】非接触状態での給電部分を示す模式図である。

【図４】給電線の敷設状態を示す模式図である。

【図５】搬送車の概略平面図である。

【図６】従来の搬送装置の斜視図である。

【符号の説明】

１１軌道枠１２ａガイドレール１２ｂガイドレール３１磁気支持ユニット４３バッテリ５１電磁石５２電磁石５３永久磁石５５継鉄５６コイル６０搬送装置６１軌道枠６３開放部６４フランジ部６４ａ上面６４ｂ下面６５左側面６６支持アーム６７給電線６８高周波電源６９搬送車７０コア部材７１受電コア部材７２鉄心７２ａ突出部７３二次コイル７４バッテリ７５容器８２コントローラ８３搬送路側通信コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも下面部分が磁性体で形成され
たガイドレールと、このガイドレールに沿って自由に走
行自在に配置された搬送車と、この搬送車に搭載され前
記ガイドレールの前記下面部分との間に生じる磁気的吸
引力で前記搬送車を前記ガイドレールに対して浮上させ
る磁気力浮上装置と、前記搬送車と前記ガイドレールと
の間に設けられ前記搬送車に推進力または制動力を付与
するリニア誘導電動機と、を有する浮上式搬送装置にお
いて、前記リニア誘導電動機を構成するコア部材を前記
搬送車に設け、前記リニア誘導電動機を構成する導電部
材を、走行する前記搬送車の前記コア部材と対向するよ
うにして前記ガイドレールに沿って固定配置したことを
特徴とする浮上式搬送装置。
【請求項２】前記導電部材は前記ガイドレールに沿う
帯状材であって、この帯状材に対向するように前記コア
部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の浮上式
搬送装置。
【請求項３】高周波電源に接続された給電線を前記ガ
イドレールに沿って敷設するとともに、前記搬送車に
は、この給電線より非接触で電力を受ける受電コア部材
を設け、この受電コア部材で発生した電力を前記磁気力
浮上装置または前記コア部材に供給することを特徴とす
る請求項１または２に記載の浮上式搬送装置。
【請求項４】前記磁気力浮上装置または前記コア部材
に電力を供給するバッテリを搬送車に搭載したことを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の浮上式搬送
装置。
【請求項５】前記バッテリを前記受電コア部材に電気
的に接続し、受電コアで受電した電力をこのバッテリに
充電するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の
浮上式搬送装置。