JPS61173604A

JPS61173604A - 走行装置

Info

Publication number: JPS61173604A
Application number: JP60013201A
Authority: JP
Inventors: Yukito Matsuo; 松尾　幸人
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-01-26
Filing date: 1985-01-26
Publication date: 1986-08-05

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】［発明の技術分野］本発明は、外部から与えられる推進力又は逆推進力によ
って走行体を慣性により走行、停止させる走行装置に関
する。

［発明の技術的背景とその問題点］慣性により走行体を走行させる装置として、リニア誘導
モータを用いた走行装置挙げることができる。リニア＊
導モータを用いた走行装置では、走行体にリアクション
プレートを設け、また、走行体の走行路に所定間隔を置
いて推力付与手段であるステータを配置している。そし
て、電源装置によって前記ステータを駆動して、前記リ
アクションプレートに時間によって変化する磁束を加え
、この変化によりリアクションプレートに一定の推進力
又は逆推進力を発生させて走行体の走行、停止を行うこ
とができる。

ところで、ステータを駆動する電源に異常があった場合
、例えば停電あるいは電源装置の故障の際又はオペレー
タの操作ミスがあった場合には、走行体が離間配置され
たステータ間の途中に停止してしまう事態が生ずる。こ
のような位置に停止された走行体には推進力を与えて起
動させることができない。そこで、従来は■電源が正常
になった際にステータより推力を受けた他の走行体によ
って−■する、■ステータの設定位置を低くし中間部を
高くして重力を利用する、■人手によって移動させる等
の手段により走行体をステータの設定位置に復帰させて
いた。

しかし、■、■の方法によれば走行体を起動できる位置
まで復帰させるまでに手間０時間を要する。また、■の
方法によれば走行路の自由な設計レイアウトができない
。

［発明の目的］本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、電源異
常又は操作ミスによって第１の走行体が再起動不能な位
置に停止された場合でも、白駒動可能な第２の走行体に
よってこの第１の走行体を簡易かつ迅速に起動可能な位
置に復帰させることができ、もって操作者の労力を大幅
に軽減することができ、かつ、第１の走行体の慣性走行
と第２の走行体の走行駆動とを共に効率よく行うことの
できる走行装置を提供することを目的とするものである
。

［発明の概要］上記目的を達成するための本発明の概要は、外部から推
力を受けて慣性により走行し停止する第１の走行体と、
入力情報に基づいて発進停止可能な走行手段を内蔵した
第２の走行体と、前記第１の走行体及び第２の走行体と
それぞれ異なる面で当接して両走行体を走行自在に案内
すると共に、第２の走行体の走行面の摩擦係数が第１の
走行体の走行面の摩擦係数よりも大きい軌道とを有する
ことを特徴とするものである。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。本
実施例はリニア誘導モータを用いた走行装置に関する。

先ず、慣性により走行する走行体の走行装置について説
明する。第１図は走行体及びガイドレールの概略斜視図
、第２図は走行体の走行路の縦断面図、第３図は第２図
図示Ｂ−８断面を示す横断面図、第４図はリニア誘導モ
ータの動作原理説明図、第５図は走行路の概略説明図で
ある。

第１図、第２図において、慣性走行する走行体としての
第１の走行体１は物品を積載可能な筐体２の下端にリア
クションプレート３を立設している。このリアクション
プレート３は銅、アルミ等で形成された金属板であり、
後述するステータ９から発生する磁束に基づいて推進力
又は逆推進力が付与されるようになっている。

また、第１の走行体１の走行路６は、断面り字状の軌道
７を平行に離間配置することにより構成されている。そ
して、前記第１の走行体１の筐体２の両側面にはそれぞ
れ２つの車輪５Ａ、５Ｂが設けられ、この車輪５Ａ、５
Ｂは前記軌道７の上面と転接するようになっている。ま
た、前記筐体２の幅方向の両側下方には取付板４．４が
延在形成され、この取付板４．４には前記車輪５Ａ、５
Ｂの下方に離間した位置に車輪５Ｇ、５Ｄがそれぞれ取
り付けられて前記軌道７の下面に転接するようになって
いる。尚、前記車輪５Ａ、５Ｃの外周面の離間距離及び
車輪５８．５０の外周面の離間距離は、それぞれ前記軌
道７の板厚よりもわずかに長くなっている。また、前記
軌道７の走行面は第１図に示すよ゛うに内側の第１の走
行面７Ａと外側の第２の走行面７Ｂ及び第１の走行体１
の幅方向の移動を規制するガイド面７Ｃとで構成され、
第１の走行面７Ａ及びガイド面７Ｃは滑面に、第２の走
行面７Ｂは粗面に形成されている。そして、前記各車輪
５Ａ〜５Ｄは第１の走行面７Ａに転接するようになって
いる。

また、前記第１の走行体１の筐体２両側面には、第１の
走行体１の幅方向より突出した周面を有する車輪１２が
片面に各２個、計４個設けられ、前記軌道７のガイド面
７Ｃにわずかな間隙を介して転接するようになっている
。

このような構成により第１の走行体１は、走行路６に沿
って第１図図示矢印へ方向に走行自在であり、かつ、軌
道７を車輪５Ａ、５Ｃ及び車輪５Ｂ、５Ｄで挟むように
なっているため、高速でカーブを曲る際にもこの軌道７
から飛び出ることがない。前記走行路６の下方には、リ
ニア誘導モータ８が設けられている。このリニア誘導モ
ータ８は、前記筐体２に取着された可動子としてのリア
クションプレート３と、このリアクションプレート３の
走行経路を挟んで対向配置された固定子たる一対のステ
ータ９，９とから成っている。ステータ９．９は第３図
及び第４図（ａ）にも示すように電気鉄板に歯と溝とを
打ち扱いて積層したものであり、多溝にはコイルが巻き
込んである。尚、リアクションプレート３とステータ９
との間には一定の距離Ｑのギャップが設けられている。

ここで、第４図（ａ）、（ｂ）を参照してリニア誘導モ
ータによる推進力または逆推進力の発生原理を簡単に説
明する。第４図（ａ）は−例として平板状片側式のリニ
ア誘導モータの概略斜視図であり、第４図（ｂ）は磁束
ｂｇとうず電流ｊｒの関係を示す特性図である。ステー
タ９のコイルに２相又は３相の交流電流を流すと、ギャ
ップでの磁束密度の瞬時値ｂＱ　（Ｔ）は、その波高値
をＢＱとしてｂＱ＝ＢＱｃｏｓ（ωｔ−πχ／τ）ここで、ω−２πｆ：電源の角周波数（ｒａｄ／Ｓ）ｆ
：周波数（Ｈｚ）ｔ：時間（Ｓ） χ：ステータ表面上の距離（ｍ） τ：ポールピッチ（Ｗ）である。ボールピッチτは磁束密度の半周期の長さのこ
とである。また、ステータ９から発生する磁束は交流で
あるから、レンツの法則に従って可動子であるリアクシ
ョンプレート３にうず電流を発生させる。第４図（ａ）
図示のリアクションプレート３の断面に示した・印とＸ
印とはうず電流の流れる方向とその大きさを表したもの
である。

このうず電流の瞬時値ｊｒはその波高値Ｊｒとするとｊｒ＝Ｊｒ　　５ｉｎ（ωｔ−ｙｒｚ／ｒ−φ）ここで
、ψはリアクションプレート３のインピーダンスに基づ
く位相差である。前記ギャップの磁束密度ｂｇは移動磁
界を形成しているから、この磁束密度ｂｇとうず電流ｊ
ｒとの積はフレミングの左手則に従って連続的な推力Ｆ
を発生することになる。尚、この推力は第４図（ａ）の
左右いずれかの方向にも生ずるが第４図（ｂ）における
左領域の方のｂｇｘｊｒが右領域よりも大きいからリア
クションプレート３は左手方向に移動することになる。

また、このリアクションプレート３に逆推進力を与える
ためには、前記ステータ９のコイルに逆相の交流を流す
ようにすればよい。そして、この推進力Ｆの大きさを可
変する方法としては交流周波数ｆを可変するか、あるい
は交流振幅を可変すること等の方法が採用されている。

次に、上記のようにして推進力が付与される第１の走行
体１の走行路６について第５図を参照して説明する。走
行路６は、第５図に示すように例えばＵ字状に形成され
ている。そして、この走行路６の下方には、走行路６に
沿って所定間隔を置いてステータ９Ａ乃至ステータ９■
が配置されている。従って、前記第１の走行体１は上記
ステータ９Ａ〜９■のいずれかの位置において発進及び
停止が可能となっている。また、Ｕ字状の走行路６の両
端には、後述する回収用走行体として第２の走行体２０
の停留部１０Ａ、１０Ｂが配置されている。そして、こ
の停留部１０Ａ、１０Ｂには、＆！２の走行体２０に走
行情報を入力するための入力部１１．１１が設けられて
いる。

次に、前記回収用走行体としての第２の走行体２０につ
いて、第６図、第７図及び第８図を参照して説明する。

この第２の走行体２ｏは、前記第１の走行体１が走行案
内させるガイドレール７゜７に沿って走行可能となって
いる。従って、このガイドレール７．７を走行するため
に必要な部材を具備すると共に、その外径寸法は第１の
走行体１のものと同一となっている。即ち、第２の走行
体２０は内部に走行手段３０（詳細は後述する）を具備
した筐体２１、この筐体２１の幅゛方向より突出した周
面を有する車輪２２、筐体２１の両側面上下に対向配置
された車輪２３Ａ〜２３０を有している。尚、上記車輪
２３Ａ〜２３Ｄは前記第２の走行面７Ｂに転接するよう
になっている（第７図参照）。また、車輪２３Ａ、２３
Ｇは前記走行手段３０より駆動力を受けて回転する駆動
車輪であり、前記ガイドレール７．７の第２の走行面７
８．７８と摩擦的に転接して第２の走行体２０に推力を
与えるようになっている。また、車輪２３Ａ、２３Ｃの
周面には前記第２の走行面７Ｂ。

７Ｂとの摩擦係数を高めるために凹凸状のパターンを形
成してもよい。

さらに、第２の走行体１の走行方向先端側及び模端側に
は、前記第１の走行体１と当接した際の衝撃を吸収する
緩衝手段２５と、前記第１の走行体１を検知するための
検知手段２６とが配置されている。また、この第２の走
行体２０は外部より推力が与えられることなく自らの駆
動力によって走行可能であるから、第１の走行体１のよ
うにステータの２次導体としてのリアクションプレート
は有していない（第７図参照）。

次に、前記走行手段３０について第８図を参照して説明
する。前記走行手段３０は、走行駆動制御を司どる制御
部３１．エネルギ蓄積部３２及び走行駆動のための機構
部３３から成っている。前記エネルギ蓄積部３２は例え
ば蓄電池であり、前記機構部３３は蓄電池からの電力を
受けるモータ。

このモータの回転力を所定に減速する減速機構及び減速
機構からの出力を駆動車輪に伝達する伝達機構等から構
成されている。また、この第２の走行体２０は前記入力
部１１と交信可能な入出力部３４を具備している。そし
く、この入出力部３４及び前記検知手段２６は＋Ｗｉ記
制御部３１に接続されている。前記入出力部３４への入
力信号とじては、前記入力部１１より入力されるスター
ト情報。

起動位置及び停止位置情報等がある。また、前記入出力
部３４からの出力信号としては、前記検知手段２６で検
知される第１の走行体１の検知情報等がある。

以上のように構成された走行装置の作用について説明す
る。

第１の走行体１への推進力の付与は、前述したようにス
テータ９のコイルに２相または３相の交流電流を流し、
ステータ９から磁束を発生させ、この磁束に基づいてリ
アクションプレート３にうず電流を発生させ、この磁束
とうず電流の積がフレミングの左手則に従って連続的な
推進力Ｆを発生することにより行われる。このようにし
て第１の走行体１に推進力が与えられると、第１の走行
体１は筺体２に取着された車輪５．１２が１字状のガイ
ドレール７．７に案内されて走行路６に沿って慣性によ
り走行することとなる。この際、第１の走行体１は滑面
である第１の走行面７Ａとガイド面７Ｃとに案内される
ため、摩擦抵抗は少なく効率のよい慣性走行が可能とな
る。尚、ステータ９に逆相の電流を流すことによりリア
クションプレート３に逆推進力を発生させ、第１の走行
体１をいずれかのステータ９上に停止させることができ
る。このように、いずれかのステータ９上に第１の走行
体１を停止させれば、この位置より第１の走行体１を再
起動させることは容易である。

しかしながら、ステータ９が推力を付与できる範囲外に
第１の走行体１が停止されてしまうことがある。このケ
ースとしては、ステータ９に通電するための電源装置が
停電又は異常によって作動しなくなった時、あるいはオ
ペレータの操作ミスがあった時等である。

そこで、このような場合には第２の走行体２０をガイド
レール７．７に沿って走行させ、停止された第１の走行
体１を第２の走行体２０によって押動し、再起動可能な
位置まで第１の走行体１を移動させ５ようにしている。

このために、オペレータ１′、ｔず前記入力部１１を介
して第２の走行体２０に走行情報を入力する。

この走行情報が入力されると、制御部３１はエネルギ蓄
積部３２１機構部３３を作動ｉｌ＋御する。そして、駆
動車輪２３Ａ、２３Ｃが回転駆動されることにより第２
の走行体２０はガイドレール７゜７に沿って案内されて
走行することになる。この際、駆動車輪２３Ａ、２３Ｇ
は、粗面に形成された第２の走行面７Ｂと転接するため
、摩擦係数が高められて充分な推進力を得ることができ
、効率よく走行駆動することができる。ガイドレール７
゜７に沿って走行する第２の走行体２０は、走行路途上
に停止された第１の走行体１と緩衝手段２５を介して接
触し、その後はこの第１の走行体１は第２の走行体２に
押動されて移動することになる。

そして、第２の走行体２の停止位置を予め定めておけば
、第１の走行体１を再起動可能な位Ｉｆ（ステータ９Ａ
〜ステータ９■のいずれかの上方位置）に回収すること
ができる。そして、この後に第２の走行体２０を起動位
置である停留部１０Ａ又は１０Ｂに復帰移動させる。こ
のようにすれば、オペレータの操作ミスの場合には上記
の処理後即座に、また電源異常の場合には電源異常回復
後即座に走行装置の稼動が可能となる。

このような第２の走行体２０による回収処理制御として
は種々の方法が考えられる。例えば、第１の走行体１の
停止位置に拘らず、この第１の走行体１を走行経路の末
端であるステータ９Ａ又は９１に移動させる方法である
。このようにすれば、停留部１０Ａ又は１０Ｂより起動
される第２の走行体２０の走行距離が常時一定であるた
め制御は極めて容易である。この他、第１の走行体１を
回収する位置を入力部１１を介して入力するようにして
もよい。また、第１の走行体１の停止位置を第２の走行
体２０の検知手段２６で検知し、この位置に最寄りのス
テータ９に第１の走行体１を回収するようにしてもよい
。

このような回収処理途中で第１．第２の走行体１．２０
が接触する際には、第２の走行体２０に設けらまた緩衝
手段２５によって衝撃が吸収されるため、この衝撃に基
づく第１．第２の走行体１゜２０の破損及び第１の走行
体１に積載された物品の破損を防止することができる。

また、回収用の走行体である第２の走行体２０は、本来
第１の走行体１の走行軌道として設けられているガイド
レール７．７を走行路としている。

第１．第２の走行体１．２０の駆動方法は異なるもので
あるけれど、このように共通の軌道上を走行させること
によって特別なレールを別個に配置する必要はなく、走
行装置の簡易化とコストダウンとを図ることができる。

尚、第１．第２の走行体１．２０を共通の軌道上を走行
させながらも、各走行体１．２０の走行面の摩擦係数を
異なるようにしている。そして、第１の走行体１の車輪
５゜１２とガイドレール７．７との摩擦係数を小さくす
ることにより、第１の走行体１の慣性走行を効率よく行
うことができ、一方、第２の走行体２０の駆動車輪２３
Ａ、２３Ｃとガイドレール７．７との摩擦係数を大きく
することにより、第２の走行体２０は効率的な推進力を
得ることができる。

尚、走行手段３０としては本実施例のように走行エネル
ギを蓄積型として第２の走行体２０に内蔵するものの他
、走行エネルギを外部より逐次補充するものであっても
よい。走行エネルギを補充する一例としては、走行路６
に沿ってケーブルを張架し、パンタグラフ機構等を介し
てのケーブルより電力の供給を受けるものが考えられる
。このようにすれば走行手段３０の占めるスペースを小
さくすることができ、第２の走行体２０の小型化に寄与
することができる。尚、第２の走行体２０の駆動方法と
しては、走行情報の入力に基づいて自ら発進、停止可能
な種々の方法を適用し得る。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例
えば慣性により走行する第１の走行体１の推力付与手段
としては、リニア誘導モータの他リニア直流モータ、リ
ニアパルスモータ等の種々のりニアモータ方式を採用す
ることができ、この他外部より推力を付与できる既知の
種々の推力付与手段を適用し得る。尚、前記実施例では
両側式のりニアモータであったが、第９図に示すように
片側式のりニアモータであってもよい。この際、ステー
タ９とリアクションプレート３とは、第９図に示すよう
に適当な間隙を隔てて水平に対向配置される。また、第
２の走行体２０としてはこのような推力付与手段による
推力の影響を受けると負荷となって走行時に支障を受け
るため、このような推力の影響を受けないように考慮す
ることが好ましい。そこで、第２の走行体２ｏには前記
実施例のようにステータ９の二次導体を備えないことは
言うまでもなく、片側式リニアモータの場合には二次導
体となりうる部材をステータ９より遠ざけて、リニアモ
ータの磁力の影響を受けないように配置することが望ま
しい。尚、このような配慮が困難である場合には、第２
の走行体２０がステータ部分を通過する際にステータを
パワーＯＮせぬようにコントロールするようにしてもよ
い。

また、第１．第２の走行体１，２０を走行案内する軌道
７の形状は前記実施例のものに限らず種々の形状のもの
を採用し得る。さらに、走行面の摩擦係数を異ならせる
方法としては、前記実施例のように面の粗さを変えるも
のに限らず、第１゜第２の走行面７Ａ、７Ｂを摩擦係数
の異なる別部材で構成することもできる。この場合、第
１０図に示すように軌道に摩擦係数の高いゴム板等を貼
付するようにしてもよい。

また、本発明の第２の走行体２０は第１の走行体１の回
収用としてのみ用いるものに限らず、キャリア等を備え
て任意の位置に物品を搬送できるものとして用いること
もできる。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明によれば電源異常又は操作
ミスによって第１の走行体が再起動不能な位置に停止さ
れた場合でも、白部動可能な第２の走行体によってこの
第１の走行体を簡易かつ迅速に起動可能な位置に復帰さ
せることができ、操作者の労力を大幅に軽減することの
できると共に、第１の走行体の慣性走行と第２の走行体
の走行駆動とを共に効率よく行うことのできる走行装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る走行体及びガイドレー
ルの概略斜視図、第２図は走行体の走行路の縦断面図、
第３図は第２図図示Ｂ−Ｂ断面を示す横断面図、第４図
（ａ）、（ｂ）はリニア誘導モータの動作原理説明図、
第５図は走行路の概略説明図、第６図はステータ回収用
走行体の概略斜視図、第７図は回収用走行体の概略断面
図、第８図は回収用走行体の走行制御ブロック図、第９
図は推力付与手段としての片側式リニアモータを示す概
略断面図、第１０図は軌道の変形例を示す概略断面図で
ある。１・・・第１の走行体、５．１２・・・案内用車輪、７
・・・軌道、　９・・・推力付与手段、２０・・・第２
の走行体、２３Ａ、２３Ｇ・・・駆動車輪、３０・・・走行手段。第４図（Ｇ）ｒ（ｂ）且第１０図Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外部から推力を受けて慣性により走行し停止する
第１の走行体と、入力情報に基づいて発進、停止可能な
走行手段を内蔵した第２の走行体と、前記第１の走行体
及び第２の走行体とそれぞれ異なる面で当接して両走行
体を走行自在に案内すると共に、第２の走行体の走行面
の摩擦係数が第１の走行体の走行面の摩擦係数よりも大
きい軌道とを有することを特徴とする走行装置。
（２）軌道は、第１の走行体の走行面と第２の走行体の
走行面とを異なる部材で形成したものである特許請求の
範囲第１項に記載の走行装置。
（３）第１の走行体は軌道に転接する案内用車輪を具備
し、第２の走行体は軌道との摩擦によって推進力を得る
駆動車輪を具備するものである特許請求の範囲第１項又
は第２項に記載の走行装置。
（４）第２の走行体は推力付与を受けることができる範
囲外に停止された第１の走行体を再起動可能な位置に移
動させるものである特許請求の範囲第１項に記載の走行
装置。
（５）第２の走行体の走行手段は、走行エネルギを蓄積
しているものである特許請求の範囲第１項に記載の走行
装置。
（６）第２の走行体の走行手段は、走行エネルギを外部
より逐次補充するものである特許請求の範囲第１項に記
載の走行装置。