JPS6047172B2 - 管路輸送における移送物停止位置制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、空気等の流体の管内流を推進力として移送
物を輸送する管路輸送における移送物停止位置制御方法
に関するものてある。

この種のいわゆるカプセル輸送において、積込・荷卸ス
テーションでは、一定速度で走行してきたカプセルを所
定の位置に停止させる必要がある。

従来、このようなりプセルの停止方法には、上り勾配な
どを利用してカプセルの慣性力を減少させるとともに、
停止位置に油圧式等の緩衝制動装置を設け、この緩衝制
動装置にカプセルの先端部を衝突させる方法が知られて
いる。ところが、このような方法の緩衝制動装置はカプ
セルことの不均一による種々の衝撃力を吸収するため、
装置の規模が大きくなり機構も複雑なものとなる。

また、装置の保守要因が増加するはかりでなく、装置が
高価になるなどの問題点があつた。この発明は、前記従
来の問題点に対処するために提案されたもので、停止区
間管路に進入してきたカプセルと停止区間閉止部とによ
り圧縮された空気を緩衝力として利用し、かつカプセル
が停止区間に進入する以前に予め測定されたカプセル特
性値を用いて、前記の圧縮された空気を制御し、これに
よつてカプセルを停止区間の所定位置に停止させる方法
であり、簡単な計測器、演算器および調節弁を用いるこ
とで、機器の複雑化をなくし、確実な移送物の停止位置
制御がてき、しかも経済的な制御方法を提供するものて
ある。

以下、この発明を図示する一実施例によつて説明すると
、１はブロア等の空気供給源２からの空気圧を受けて管
路３を走行するカプセルであり、第１図に示すようにカ
プセル停止区間の管路３ａＪには、その上流側に空気放
出部３ｂ）下流側に調節弁４が設けられている。

すなわち、この発明の停止位置制御方法は停止区間に進
入してきたカプセル１の速度を、空気放出部３ｂによる
一推進圧力の除去およびカプセル１の進入による停止区
間閉止部３ｃとカプセル１間の空気の圧縮によつて減少
させ、さらに予め測定されたカプセル１の各特性値に基
づいて調節弁４の開度を設定し、これによつてカプセル
１と閉止部３ｃ間の圧縮空気を適量吐出し、カプセル１
を停止区間内の所定位置に停止されるものである。次に
、カプセル１の停止区間内における拳動 壬＝
…（ＶＣ−Ａ１公？（ψ。

ｊ１−”ゴここで、（２）、（３）式は次のように導出
される。カプセル１のすきまの流れの速度は、終端部か
調節弁４からの流れの速度は、
●◆●◆〜Ｚｊとなり、停止区間管路３
ａ内の空気の変化を等温変化と。

兄（：ニーＶ（？キ （Ｖ３↓Ｖｒ↓＾Ｙ．〜八ハ入−
ヒｆ〜１２−となる。一方、カプセルの運転方程式は てあり、変形すれば となる。

さらに、ｔ＝ｏにおける初期条件は次式のようになる。

ただし、Ｐ：カプセル１と閉止部３ｃ間の圧力 Ｐｕ：カプセル１の上流側の圧力（空気放出部３ｂての
圧力にほぼ等しく、ほぼ一定の値をとる）ＰＯ：大気圧 ｙ：圧力Ｐにおける空気の比重量 γｏ：圧力ＰＯにおける空気の比重量 Ｖｃ：カプセル１の速度 を、カプセル１の空気放出部３ｂ通過時を起点とする時
間をｔ１閉止部３ｃとカプセル１間の距離をＸとして数
式で表わせば次式のようになる。

写Ｃ．ｌｌ−？）ｌ ・・
・・′９１＊ら押出された空気の速度Ｖａとするとｒし
、Δｔ間におけるＰ．．ｘの増分をΔＰ１ΔＸとし、管
路管内断面積をＡとすれば、
＼ＪｌＬｉ＾ノ １υＪとなり、この（３）″
式を変形して（１）″、（２Ｙ式および７（１）式を代
人すれば、／２ｇＰ０，−．−（，Ｐｕ．Ａｖ．，ｌ４
召（、ＶＣＯ：３ｂ通過時のカプセル１の速度Ｗｃ：カ
プセル１の重量 ＪＡＰ：カプセル１の有効受圧面積 Ａｖ：調節弁４の取付管内断面積 μｃ：カプセル１の移動抵抗係数 ψ：カプセル１のもれ率 Ｃ：調節弁４の流量係数 ｇ：重力加速度 この（１）ないし（６）式において、■ＣＯｌμＣｌＷ
ｃ、ψ、Ｃ以外の因子ＰＵＮＰＯｌγ０．ＡＰ１Ａｖｓ
ｇは常に一定あるいはほぼ一定の値であるため、ＶＣＯ
ｌμＣ．．ＷＣｌψの値のどのような組合わせに対して
もＣの値を適当に設定すれば、カプセル１は停止区間内
の所定の位置（ｔ−１のときのＸの値が停止位置を表わ
す）に停止させることができる。

すなわち、カプセル重量ＷＣｌもれ率ψ、移動抵抗係数
μＣ１進入速度ＶｃＯを測定し、これらの測定値をもと
に（１）ないし（６）式からｔ→１のときのＸの値を所
定の値とする流量係数Ｃの値を求め、このＣの値により
調節弁４の開度を設定すれば良い。さらに詳述すれば、
Ｗｃ、ψ、μＣ．．ＶｃＯがそれぞれある値をとつたと
する。この時、Ｃの値を任意に設定すると、（１）〜（
６）式を用いてｔ→１のときのＸの値（停止位置）が計
算できる。もし、この値が所定の値よりも小さい場合に
は、カプセルが止まりにくいことを意味するので、Ｃの
値を小さくして再度計算し、所定の値よ５りも大きい場
合にはこの値を大きくして再度計算し、この値が所定の
値に近づくまで、これらの計算を繰り返す。なお、上記
計算は収束計算となるので計算時間が長くなる。

そこで、現実には考え得る範囲の１（ＷＣｌψ、μＣ１
■ＣＯの値について最適なＣの値を予め計算しておき、
これを近似式の形や表の形でマイコンなどに記憶させて
使用することになる。次に、Ｗｃ、ψ、μＣ１■ＣＯの
測定方法の一例１を説明する。

１カプセル重量Ｗｃ測定機構 カプセル重量Ｗｃはカプセル本体重量ＷｃＯと積載物量
Ｗｃｅとの和であり、ロードセル等の計量器でカプセル
重量Ｗｃを測定する。

また、力２プセル本体重量〜ＶｃＯは経時的に変化しな
いので、第２図に示すように積載物重量Ｗｃｅのみを計
量器５によつて計測するようにしても良い。この場合、
計測値はカプセル本体重量■ＣＯを記憶した演算器６に
入力され、カプセル重量ＷＣ２が得られる。２もれ率ψ
測定機構 もれ率ψはカプセル１のシール性能を表現する特性値て
あり、次式て定義される。

ただし、 ■ａ：風速 ■ｃ：カプセル１の速度 ΔＰｃ：カプセル１前後の差圧 この（７）式て表わされるもれ率ψは風速Ｖａｌカプセ
ル速度Ｖｃおよび差圧ΔＰｃの大きさにかかわらず一定
値となることが実験から確認されており、カプセル１の
シール性能を適正に表現するカプセル１に固有の値てあ
る。

この発明の実施例においては、発車前の静止状態（■ｃ
＝Ｏ）でもれ率ψを計測する。

すなわち、空気供給源２からカプセル１が移動しない程
度の空気を送り、カプセル１前後の差圧ΔＰを差圧計７
により測定し、風速■ａを流速計（あるいは流量計）８
により測定する。測定値ΔＰおよび■ａは（７）式を組
み込んだ演算器９に入力され、もれ率ψが得られる。な
お、もれ率ψの測定は静止時に限らず走行時に測定する
ようにしても良い。Ｏ移動抵抗係数Ｐｃ測定機構 カプセル１の移動抵抗は車輪関係のころがり抵抗あるい
は空気抵抗などであり、カプセルごとの不均一、カプセ
ル重量Ｗｃあるいはカプ、セル速度Ｖｃによつて変化す
る。

そのため、カプセル１の移動抵抗を定常走行中の移動抵
抗力Ｆをカプセル重量Ｗｃて除した値μｃで定義すれば
、カプセル１に固有の移動抵抗が得られる。すなわち、
定常走行中のカプセル１の推進力Ｆ″はカプセル前後の
差圧に起因するものてあり次式により表わされ、この推
進力Ｆ″は（９）式で表わされる移動抵抗力Ｆと釣り合
つているため（１Ｃｊ式が成立する。

ただし、ΔＰｃ：カプセル１前後の差圧 Ａｐ：カプセル１の有効受圧面積 Ｗｃ：カプセル１の重量 さらに、管路が傾斜している場合には であるから（１ａ）式は（１０）″式となる。

ただし、θ：管路の傾斜角（下り勾配て負）したがつて
、カプセルが定義走行する区間の管路３に差圧計１０を
設け、カプセル１前後の差圧ΔＰｃを測定する。

この測定値ΔＰｃおよび演算器６からのＷｃの値が（１
０）式あるいは（１０″式を組み込んだ演算器１１に入
力され、カプセル１の移動抵抗係数μｃが得られる。４
カプセル進入速度ＶｃＯ測定機構 カプセル１の停止区間への進入速度ＶｃＯは空気放出部
３ｂの上流側のある区間での速度で近似できる。

すなわち、この区間（長さＬ）の両端に光電子スイッチ
等の検知器１２を設けてカプセル１の通過時間Δｔを測
定し、ＶＣ＝Ｌ／Δｔを組み込んだ演算器１３に入力さ
れ、進入速度ＶｃＯが得られる。また、カプセル１の長
さが、カプセル速度あるいは検知器応答性などの値に比
べて十分大きい場合には、検知器１２は一ケ所に設置す
るだけで良い。以上の１ないし４で測定されたカプセル
１の各特性値は（１）式ないし（６）式を組み込んだ演
算器１４に入力され、カプセル１を所定の位置に停止さ
せる調節弁４の流量係数Ｃが決定される。

この流量係数Ｃの値は流量係数と調節弁４の開度との関
係を組み込んだ演算器１５に入力され、流量係数Ｃの値
に対応した開度が得られる。さらに、この開度の値を調
節計１６の設定値とし、開度計１７で測定された調節弁
４の開度と比較してその偏差量が電空変換器１８に出力
される。電空変換器１８ては入力された電流値を空圧に
変換し、調節弁４のダイアフラム圧を変化させ、調節弁
４の開度を設定値に近づける。調節弁４はダイヤフラム
式に限らずその他の型式のものでも良い。なお、（１）
ないし（６）式におけるＰｕの値は空気放出部３ｂ近傍
の値て、ほぼ一定の値をとるからこ２の値を設定値とし
て演算器１４に組み込んておいても良いし、空気放出部
３ｂに圧力計１９を設けてＰｕの値を測定し演算器１４
に入力しても良い。

また、カプセルの進入速度ＶｃＯは、カプセル重３量Ｗ
Ｃｌもれ率ψ、移動抵抗係数μｃおよび風速Ｖａからか
なりの精度で算出できることから、これに対応する演算
器を用いれば４のカプセル進入速度測定機構を省略する
ことができる。

さらに、通常のカプセル輸送において積載物は定量器て
積載されるため一定であり、１のカプセル重量測定機構
も省略することができる。次に、この発明の制御方法を
用いた実験の制御精度を示すと、管径２ｒｒ！．、設計
カプセル速度７Ｔ１，ＩＳ１カプセル重量２．５ｔ１移
動抵抗係数０．０２５、もれ率０．０５ヌ停止区間長６
０７ｎ．において、差圧計等の計測誤差が１％、調節弁
開度設定誤差が５％”である場合、停止位置のばらつき
は１ｍ未満となり十分な精度であることが確認された。

前述のようにこの発明によれば、従来のような機械的な
制動装置を必要とせず、標準的に生産されている簡単な
測定器、演算器などを使用しているため、機器が複雑に
なることもなく経済的であり、しかも信頼性が高く保守
要因も少ない。

また、停止位置のばらつきが少なく制御精度が高い、さ
らに移送物ごとの不均一に対しても適切に制御し、所定
の位置に移送物を停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の停止区間管路の状態を示す断面図
、第２図は、この発明のカプセル重量測定方法の一例を
示す概略図、第３図は、この発明に係る制御方法の概要
を示した構成図である。 １・・・・・・カプセル、２・・・・・・空気供給源、
３，３ａ・・・・管路、３ｂ・・・・・・空気放出部、
３ｃ・・・・・・閉止部、４・・・・・・調節弁、５・
・・・・・計量器、６・・・・・演算器、７・・・・・
・差圧計、８・・・・・・流速計、９・・・・・・演算
器、１０・・・・・差圧計、１１・・・・・・演算器、
１２・・検知器、１３，１４，１５・・・・・・演算器
、１６・・調節計、１７・・・・・・開度計、１８・・
・・・・変換器、１９・・・・・圧力計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体の管内流を推進力として移送物を輸送する管路
   輸送において、移送物停止区間管路の下流側に調節弁を
   設け、停止区間の上流側管路で予め計測された移送物の
   重量、もれ率、移動抵抗係数および停止区間進入速度か
   らなる特性値に基づいて、移送物が停止区間管路内の所
   定位置に停止するように調節弁の開度を設定することを
   特徴とする移送物停止位置制御方法。