JPS61112582A - 誘導型停止保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばリニアインダクションモータ（以下り
、Ｉ、Ｍと略記する）等の可動体（例えば二次側導体）
を停止保持せしめるのに好適な停止保持装置に関するも
のである。

従来、Ｌ、１．Ｍは構造が簡単で且つ堅牢であるため小
型のものが各種自動制御装置、物流装置あるいは電子計
算機に接続される周辺端末装置の搬送システム等に利用
されつつある。

ところで、従来この種のり、Ｉ、Ｍの停止位置決めは、
可動部と案内レールとの間の機械的接触による摩擦力に
よって行なわれているため、（１）　　摩擦板を有する
複雑な制動機構が必要である。

（２）摩擦板の摩耗により可動部の停止位置が変化する
。

（３）摩擦熱により機構部に悪影響を及ぼす。

（４）摩擦により悪臭、煙、騒音を発する。

等の問題が発生し、特にオフィス機器に適用することは
、はなはだ不都合である。

本発明は、叙情の欠点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、非接触で可動部材を停止保持さ
せることができ、しかも構成が簡単で且つ常に安定に可
動部材を所定の位置に停止保持させ得る誘導型停止保持
装置を実現することにある。

そして、この目的は、単相交流磁界発生コイルが巻回さ
れてなる主磁極と咳主磁極と磁気的に結合されてなる保
持磁極となからなる磁性体と、該磁性体と相対移動する
導体板とを備え、該導体板が該補助磁極に対向し、且つ
その端部が主磁極に対向する位置において、咳主磁極よ
り発生する磁界により該導体板に誘起される第１のうず
電流により発生した力と該補助磁極より発生する磁界に
より該導体板に誘起される第２のうず電流により発生し
た力とによって該磁性体と導体板との相対移動を停止保
持するようにしたことを特徴とする誘導型停止保持装置
を提供することにより達成される。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明にかかる誘導型停止保持装置の動作原
理を説明するための図（単相交流磁場による力発生原理
の説明図）である。

図中、１．１は固定された１対の一次側鉄心。

２はＡＩ、Ｃｕ等の良電導体よりなる所定長さの二次側
導体である。

一次側鉄心１には、溝３が設けられ、該ａ３の両側に主
磁極部４および主磁極部４と磁気的に結合されてなる補
助磁極部５が形成されている。補助磁極部５の磁極面積
は、主磁極部４の磁極面積より適当量だけ広く設定され
ており、主磁極部４には単相コイル６が巻装されている
。

図の下方に示したグラフは、二次側導体が存在しないと
きに単相コイルに直流電圧を印加した場合の磁束密度分
布図である。

二次側導体２は一次側鉄心１，１の間を矢印Ａ。

Ａ′方向に移動可能である。

いま、単相コイル６に単相交流を印加すると、図中点線
で示すような磁束ループＦを構成するが、交流磁場であ
るから磁束の方向も交番する。

このとき、主磁極部４．４間の空隙７の磁束の位相は、
補助磁極部５．５間の空隙８の磁束の位相より１８０度
進んでいることになり、また空隙８の磁束密度は空隙７
の磁束密度より小さい（補助磁極部５の磁極面積が主磁
極部４の磁極面積より広いことによる）。

このよう、な磁気回路構成の空隙部に二次側導体２を挿
入すると、該二次側導体２には次のような力が発生する
。

すなわち、二次側導体２の先端が位置ａにある場合、矢
印Ａ′方向の力が発生する。これは空隙８の磁束の位相
が一次側鉄心１，１内部に誘起される渦電流のために入
口側はど遅れるため、二次側導体２上に入口側を向いた
進行磁界が形成されるためである。

従って、この矢印Ａ′方向の力によって、二次側導体２
は制動力を受け、その進入速度が減速される。

次に、二次側導体２の先端が位置す付近に近づくにつれ
、第２図に示すように先端に誘起される渦電流ＩＥＩＩ
の密度が次第に上がり、先端部の磁束の位相が遅れる始
め、前記二次側導体２上の進行磁界が打ち消され矢印Ａ
′方向の力は弱くなる。

次に、二次側導体２の先端が位置Ｃまでくると、空隙７
の磁束の影響を受けるようになり、二次側導体２の先端
部の磁束と空隙８のある部分の磁束との位相差が１８０
度以上となるため、二次側導体２上には矢印Ａ方向の進
行波が形成され、同方向の力が発生する。

次に、二次側導体２の先端が位置ｄに進むと、第３図に
示すように、その先端部に大きな渦電流ＩＥ７が誘起さ
れて該先端部の磁束の位相が遅れ始め、該先端部の磁束
と空隙８内にある部分Ｓの磁束との位相差は再び１８０
度となり、二次側導体２上に進行磁界は形成されず、力
は零となる。

次に、二次側導体２の先端が位置ｄ−位置ｅに進むと、
その先端部の磁束の位相はさらに遅れ、該先端部の磁束
と空隙８内にある部分の磁束との位相差は１８０度以下
となる。

従って、二次側導体２上に矢印Ａ′方向の力が発生する
。この力は、二次側導体２の先端が位置ｅにあるときに
最大となる。

このときの二次側導体２の先端の位置と二次側導体２に
加わる力の発生状態を示すと第７図のようになる。

第７図において、二次側導体２の進行方向は、同図の左
側から右側に向かう方向である。

また、縦軸のＡ′方向が二次側導体２を左側方向（二次
側導体を押戻す方向）へ移動させる力を示し、Ａ方向が
二次側４体２を右側方向（二次側導体を引張る方向）へ
移動させる力を示し、横軸は位置を示し、記号ａ　−ｅ
で示す位置は第１図中記号ａ　”−ｅで示す位置に対応
する。

同図から明らかなように、■、■の部分では、二次側導
体２に作用する力はほぼ零である。

しかしながら、■の部分では、二次側導体２が左側から
進行してきた場合、進行力が大きく、少しでも零の部分
から右側にずれたとき、■の部分から右側方向へ飛び出
してしまう。

また、進行力が小さく、左側の部分で停止した場合は、
■の部分から左側方向へ飛び出してしまう。また、仮に
■の部分内に停止していたとしても、移動体側に外力が
作用した場合も同様に■の部分から飛び出してしまう等
きわめて不安定な状態である。

これに対し、■の部分は、二次側導体２が左側から進行
してきた場合、左側の部分では、■の部分へ進もうとす
る力が加わり、また同様に右側の部分でも■の部分へ戻
ろうとする力が作用し、常に位置ｄで安定に停止し、も
ちろん外力が加わった場合であっても位置ｄに戻ろうと
する求心力が作用する。

また、第７図から明らかなように、図の左側から二次側
導体２が進入してきた場合、二次側導体２の進入速度に
もよるが、位置ａ付近において、二次側導体２を押戻そ
うとする力が発生しているので、この力によって、二次
側導体２が充分に減速される。

従って、二次側導体２の進入速度がそれほど速くない場
合は、進行磁界発生コイル等による制動動作を必要とせ
ずに停止位置決めが可能である。

尚、位置Ｃにおいて、若干加速されるものの位置ｄの右
側の部分でまた二次側導体２を押戻す力が作用するので
、なんら支障はない。

すなわち、本発明は、二次側導体２に誘起される２つの
うず電流により発生する２つの力により得られる（装置
ｄに戻ろうとする求心力を利用して二次側導体を停止保
持させるものである。

以上説明したような動作原理を利用した本発明にかかる
誘導型停止保持め装置の一実施例を第４図、第５図を用
いて説明する。

尚、第４図は本発明に係る誘導型停止保持装置を用いた
り、Ｉ、Ｍの一実施例を示す側面図、第５図はその上面
図を示す。

各図において、９は二次側導体２の両側に配置された一
次側鉄心１．１の各磁極に巻回された進行磁界発生コイ
ル、１０．ｔｏ’は二次側導体２の位置を検知するため
の光投光器、光受光器からなる光検出器、１１は第４図
に示すように一次側鉄心上部に連続して設けられたガイ
ドレール、１２はガイドレール１１上を自在に回転走行
し得る車輪、１３は二次側導体２に接続されたキャリア
である。

本実施例に係る誘導型停止保持装置は、第５図を参照し
て判るように二次側導体の長さが一次側鉄心１．１の長
さより短く設定される。

また、−次側鉄心１，１に配設される一対の停止位置決
め用の単相コイル６．６′は、二次側導体２の長さと略
同等の間隔をおいて設けられる。

すなわち、単相コイル６．６′の配置関係は、第１図の
動作原理図及び第７図を用いて説明したように、二次側
導体の先端が同図ｄに到達する時点で二次側導体２上に
進行磁界が形成されない位置、つまり、Ａ、Ａ′方向の
力が共に零となる位置にそれぞれ設定されている。そし
て各単相コイル６．６′は第５図中破線Ｆ′で示す如き
磁束ループを発生するように配線される。

すなわち、二次側導体２の先端と後端においては、それ
ぞれ第７図において説明した■の部分の力が作用するよ
うに配置する。

これにより、二次側導体２の先端においては、右側方向
（戻し方向）に第７図の位置ｄの左側部分に相当する大
きさの力が作用する。

また、後端側においては、二次側導体２の先端とは丁度
反対方向の力が作用することになり、第７図における位
置ｄの左側部分の引張る方向の力が二次側導体２を押戻
す方向の力として作用するので、両者の合力によって二
次側導体２を、静止状態に安定に保持することができる
。

また、光検出器１０．１０’は、それぞれ第１図中位置
ｄで示す位置、又は二次側導体２と同等、もしくはそれ
よりも所定長短い間隔に配置されており、また各光検出
器１０．１０’は後述する第６図の駆動回路に接続され
る。

以下本実施例の動作を順を追って説明する。

第５図において、二次側導体２が入口側アから侵入して
きた場合について説明する。

まず、二次側導体２の先端が光検出器１０′を横切った
時、進行磁界発生コイル９に、二次側導体２にブレーキ
が加わる方向に通電する。この時の通電時間は二次側導
体２の進行方向が変わらない程度に予め進行磁界発生コ
イル駆動回路は調整されている。

次に、二次側導体２が進行し、二次側導体２の先端を光
検出器１０が検出すると、入口側及び出口側の両方の単
相コイル６．６′に同時に単相交流を印加するか、また
は出口側の単相コイル６にまず単相交流を印加した後、
所定時間（二次側導体２にブレーキがかかり進行方向が
変わらない程度の時間）遅らせて入口側の単相コイル６
′に単相交流を印加する。

その結果、二次側導体２は、図示する如く両端の単相コ
イル６．６′間で停止位置決めされる。

この状態にあっては、二次側導体２の両端部は第１図中
ｄで示す位置で停止保持され、もはや二次側導体２には
力は作用せず、安定に静止している。

二次側導体２を、再び発進する場合は、単相コイル６．
６′への通電を止め、進行磁界発生コイル９に通電する
ことにより、選択された左右方向のいずれかへ発進する
ことができる。

第６図は上述の実施例に適用される駆動回路の１例を示
す図である。

図において、１４はオア回路、１５．２１．２２はアン
ド回路、１６，１７．１８はナンド回路であり、ナンド
回路１７．１８でラッチ回路１９を構成している。また
、２０はパルス発生器であり、上述したようにある所定
時間だけ進行磁界発生コイル９に二次側導体に制動をか
けるための制動期間指定パルスＰを発生するものである
。

２７は三相交流電源、２３．２４は三相交流電源２７か
らの出力端子の二本に挿入されたリレー、２５は三相交
流電源２７の出力端子の二本と単相コイル６（６’）の
直列閉回路に介挿されたリレーである。また光検出器、
単相コイル、進行磁界発生コイルについては第５図の番
号をそのまま援用している。

図示の実施例は、比較的長距離の搬送レールに複数の本
発明にかかる低地位置決め装置が配置された搬送システ
ムに適用される駆動回路例を示している。また可動部を
構成する二次側導体２は、搬送レールに沿って第５図に
示す如き停止保持装置に対していずれの方向からも入り
込める方式、つまり両方向移動を想定している。

従って、本駆動回路もまた二次側導体の停止保持装置に
おける両方向進入を想定して構成されている。

従って、図中光検出器１０．１０’はその逆の配置であ
っても何ら支障はない。

二次側導体２の停止保持装置内への進入を光検出器１０
．１０”のいずれか一方で検知すると、検知信号は、ま
ず、パルス発生回路２０に入力され、予めパルス幅ｔの
定められた制動期間指定パルスｐをゲート２１を介して
リレー２３．２４を作動させる。リレー２３．２４の作
動により進行磁界発生コイル９に、二次側導体２を制動
する方向の逆相磁界を所定期間だけ発生させ二次側導体
２にブレーキを掛け、次に光検出器１０．１０’の両方
共が二次側導体２の進入を検知すると、検知信号は、ラ
ンチ回路に入力されリレー２５を作動させて、両単相コ
イル６（６′）に通電を開始し、二次側導体を停止保持
せしめる。

尚、図中端子２６はイネーブル端子であり、二次側導体
２を通過させたい停止保持装置が作動せぬようラッチ回
路１９の出力をゲート２２で禁止し、リレー２５を作動
させぬようにするためのものである。

また、本駆動回路は、光検出器からの出力で一対の単相
コイルを同時に駆動するものであるが、まず停止位置決
め装置における出口側の単相コイルを駆動し、然る後に
入口側の単相コイルを駆動する駆動回路を採用すること
も可能である。

この場合、本駆動回路に遅延回路あるいは順序回路を組
み込むことで容易に実現することができる。

以上説明したように、本発明によれば、構成が簡単で且
つ非接触にして確実に可動部の停止が行なえる誘導型停
止保持装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる誘導型停止保持装置を説明する
ための動作原理図。 第２図、第３図は第１図をさらに説明するための図。 第４図、第５図は本発明にかかる誘導型停止保持装置の
一実施例の側面図及び上面図。 第６図は本発明に係る誘導型停止保持装置に接続される
駆動回路の一実施例を示す図。 第７図は二次側導体の先端の位置と二次側導体に加わる
力の発生状態を説明する図である。 図において、 １は一次側鉄心。 ２は二次側導体。 ６．６′は単相コイル。 ９は進行磁界発生コイル。 １０．１０′は光検出器。 １１は搬送レール。 １２は車輪。 １３はキャリアである。 Ａ　−１ １区８ 第２図 Ｉε７１ε８ 第　３　図 男４図 第　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 単相交流磁界発生コイルが巻回されてなる主磁極と該主
   磁極と磁気的に結合されてなる保持磁極となからなる磁
   性体と、該磁性体と相対移動する導体板とを備え、 該導体板が該補助磁極に対向し、且つその端部が主磁極
   に対向する位置において、該主磁極より発生する磁界に
   より該導体板に誘起される第１のうず電流により発生し
   た力と該補助磁極より発生する磁界により該導体板に誘
   起される第２のうず電流により発生した力とによって該
   磁性体と導体板との相対移動を停止保持するようにした
   ことを特徴とする誘導型停止保持装置。