JPS62268306A - 浮上式搬送装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、小物類を搬送する浮上式搬送装置に係わり、
特に搬送車の浮上停止時において、搬送車自体やこれに
積載されている積荷に加わる衝撃の低減を図れるように
した浮上式搬送装置に関する。

（従来の技術） 近年、オフィスオートメーションの一環として、建屋内
の複数の地点間において伝票、書類、現金、貸料等を搬
送装置を用いて移動させることが広く行われている。

このような用途に用いられる搬送装置は、搬送物を速や
かに、かつ静かに移動させ得るものであることが請求さ
れる。このため、この独の搬送装置においてはガイドレ
ール上で搬送車を非接触で支持することが行われている
。中でも、搬送車を磁気的に非接触支持する方式は、ガ
イドレールに対する追従性や騒音、発塵防止効果に優れ
ているという利点を有している。

しかし、搬送車を磁気力によって支持する場合、この磁
気力を全て′ｍ磁石によって賄おうとすると、電磁石を
常時付勢しなければならず、消費電流が大きくならざる
を得ない。そこで、本出願人は先に電磁石で要求される
起磁力の大部分を永久磁石によって与えて、消費電力の
低減化を図った、いわゆるゼロパワーフィードバックに
よる制御方式を提唱した（特願昭５９−２２２７０２号
）。

ところで、こうした磁気的な支持方式では、浮上中の搬
送車を摩擦力によって固定しておくことができないので
、ステーションでの積荷の積み降ろしの際に搬送車が揺
れ動いてしまい、積み降ろし作業自体が困難になったり
、極端な場合、搬送車の浮上状態が横揺れのために維持
できなくなる。

捷た、浮上中の搬送車が揺れないように、ステ一ジョン
部においてストツノ！−を立てて搬送車を固定すること
も考えられるが、このようなストッパーは搬送車がその
場所を単に通過するだけのときには搬送車に接触しない
ことが要求されるので、ステーション周辺のメカニズム
が複雑になってしまう。

そこで、積荷作業中には搬送車をガイドレールに吸着固
定させるか或は補助レール上に落下させるようにするこ
とが考えられる。しかし、ゼロノ母ワーフイードバック
制御による浮上式搬送装置にあっては、励磁電流が常に
零になるように制御を行なっているので、従来のゼロノ
’？ワーフイートノ々ツクループを持たない磁気浮上制
御で行なわれていたようにガイドレールと電磁石との間
の空隙長の目標値を変化させても搬送車及び積荷の重量
によって実際の空隙長が一意的に決定されてしまい、こ
れを変化させることはできない。このため、ガイドレー
ルに吸着等させるためには、磁気浮上中に電磁石や制御
回路への電源を切らなければならない。

しかしながら、搬送車の磁気浮上中に電磁石や制御回路
の電源を切ると、ガイドレールや補助レールと搬送車と
の間で激しい衝突が起り、搬送物や搬送車の破壊、粉塵
の発生等好ましくない状況を生じてしまう。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来のゼロノ々ワーフイードバック制御に
よる浮上式搬送装置にあっては、浮上停止時においてガ
イドレールや補助レールと搬送車との間で檄しい衝突を
伴いながら搬送車を固定しなくてはならず、搬送物や搬
送車が破壊したり、粉塵が発生するなどの問題を生じた
。

したがって、本発明は、浮上停止時における搬送車に加
わる衝撃を低減し、搬送車や搬送物の保護及び粉塵の発
生防止を図れる浮上式搬送装置を提供することを目的と
する。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、搬送車をステーションにおいて固定する際に
、外部からの操作又は指令によってゼロパワーフィード
バックループの目標値を徐々に変化させるように構成し
たものである。

すなわち、本発明は、少なくとも下面部分が強磁性体で
形成されたガイドレールと、このガイドレールに沿って
走行自在に配置された搬送−車と、前記ガイドレールの
下面と空隙を介して対向するように配置された電磁石、
並びに前記電磁石、前記ガイドレールおよび前記空隙で
構成される磁気回路中に介在し前記搬送車を浮上させる
のに必要な起磁力を供給する永久磁石で構成され前記搬
送車に搭載された一または複数の磁気支持ユニットと、
前記搬送車に取付けられ前記磁気回路中の変化を検出す
るセンサ部と、このセンサ部の出力に基づいて前記電磁
石の励磁電流を制御して前記電磁石に流す電流が零にな
る状態で前記磁気回路を安定化させるゼロパワーフィー
ドバックループを有する制御手段とを備えた浮上式搬送
装置において、前記制御手段が、搬送車の外部からの操
作成は指令によって搬送車の内部のゼロパワーフィード
バックループに所定の指令信号を伝える起動装置と、こ
の起動装置からの指令に基づいて上記ゼロパワーフィー
ドバックループの制御目標値を除徐に変化させる目標値
発生器とを具備したものであることを特徴としている。

（作　用） 搬送車がステーションに移動した後、起動装置を介して
ゼロ）４ワーフイードパツクループに指令を与えると、
ゼロパワーフィードバックループは、内部の制御目標値
をある値から他の値に徐々に変化させる。これに伴って
電磁石の励磁電流の定常値も零から徐々に変化するので
、空隙長の定常偏差が変化し、最終的には零になる。こ
の結果、搬送車は軌道に対して緩やかに固定される。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例に係る浮上
式搬送装置について説明する。

第１図〜第３図において１１は、断面が逆Ｕ字状に形成
され、例えばオフィス空間において障害物を避けるよう
にして敷設された軌道枠である。

この軌道枠１１の上部壁下面には２本のガイドレ−ル１
２ｍ、７．？ｂが平行に敷設されており、軌道枠１１の
側壁内面にはそれぞれ断面がコ字状の非常用ガイド７３
ａ、１３ｂが互いの開放側を対面させて敷設されている
。ガイドレール１２ａ。

１２ｂの下側には、搬送車１５が上記ガイドレール１２
ａ、１２ｂに沿って走行自在に配置されている。また、
軌道枠１１の上部壁下面で上記ガイドレール１２ａ、１
２ｂの間の部分には、上記ガイドレールに沿って所定の
距離を隔ててリニア誘導電動機の固定子１６が配置され
ている。

ガイドレール１２ａ、１２ｂは、強磁性体で形成された
平板状部材２ノを白色に塗装してなるものであり、オフ
ィスへの据句作業を容易化するため分割構造となってい
る。各部材２１の継目部分Ａは所定の接合処理が施され
ている。

次に搬送車１５の構成について説明する。すなわち、ガ
イドレール１２ａ、１２ｂの下面と対向するように平板
状の基台だが配置されている。

この基台２５は、進行方向に配置された２つの分割板２
６ａ、２６ｂと、両分刻板２６ａ、２６ｂを同進行方向
と直交する面内で回転可能に連結する連結機構２７とで
構成されている。この基台りの上面四隅位置には、磁気
支持ユニット［がそれぞれ搭載されている。これら磁気
支持ユニット３Ｉは、−？シト３２および台座３３を用
いて前記基台２５の上面に取付けられている。これら磁
気支持ユニット３１には、同ユニット３１とガイドレー
ル１２ａ、１２ｂの下面との間の空隙長を検出する光学
ギャップセンサ３４が取付けられている。また、各分割
板２６ａ、２６ｂの下面には、連結部１’３５ａ、　　
３５ｂ、３６ｕ、３６ｂｆ介して搬゛送物の収容のため
の容器３７．３８がそれぞれ取付けられている。そして
、これら容器３７．３８には、前記４つの磁気支持ユニ
ット３１をそれぞれ制御するための制御装置４１と、定
電圧発生装置＃　４．９と、これらに電力を供給する小
容量の電源４３とがそれぞれ２つずつ計４つ搭載これて
いる。また、前記基台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尤・いて前記非常
用ガイドＺ３ａ、１３ｂの上下壁内面に接触して搬送車
１５ｆｚ上下方向に支持するための４つの縦車輪４５ａ
と、同非常用ガイド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とがそれぞれ取付けられている。更に、基台２５
の上面の所定位置には、軌道側からの指令を搬送車１５
に搭載された制御系に伝えるための７個のフォトトラン
ジスタ４６が取付けられている。これらフォトトランジ
スタ４６は、軌道枠に取付けられた７個のＬＥＤ　（発
光ダイオード）４７と所定位置（ステーション）におい
て対向する関係に配置されている。なお、基台２５は前
述したリニア誘導電動機の稼動璧素である導体板を兼ね
たものであり、装置の稼動時においては、固定子１６と
僅かのギャップを介して対向する高さに配置されている
。

磁気支持ユニット３１は、第４図にも示すように上端部
がガイドレール１２ａ、１２ｂの下端部と対向するよう
に椴送車１５の進行方向と直交する方向に配置された２
つの電磁石５１．■と、＝１３− 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とで構成されており、全体としてＵ字状をなす
ものである。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５１．５
２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。

次に制御装置４ノを説明するに当り、この制御系の基本
的な考え方について述べる。

まず、上記磁気支持ユニット３１とその周辺のガイドレ
ール１２ａ、１２ｂ、空隙Ｐ１継鉄５５、永久磁石５３
からなる磁気回路について考察する。

なお、簡単のために、この磁気回路における漏れ磁束は
無視することにする。この磁気回路の磁気抵抗Ｒｍは、 で表わすことができる。ここにμ。は真空の透磁率、Ｓ
は磁気回路の断面積、２は空隙長、μ８は空隙部分以外
の非透磁率、ｔは空隙部分以外の磁気回路長である。

また、コイル５６に励磁電流が流れていない時に空隙Ｐ
に生じる磁界の強さをＨｍ１永久磁石５３の長さをｔｍ
、コイル５６の総巻数なＮ１コイル５６への励磁電流を
Ｉとすると、この磁気回路に発生する全磁束Φは、 Φ＝　（ＮＩ　＋Ｈｍｔｍ　）　／　Ｒｍ、　　　　　
　　＝　（２）となる。したがって、ガイドレール１２
ａ、１２ｂと各継鉄５５との間に働く全吸引力Ｆは、で
表わせる。ここで２で示す向きを重力方向として飯送車
の運動方程式を導くと、 となる。なお、ここにｍは前記磁気支持部に加わる負荷
および当該磁気支持部の全質量、ｇは重力加速度、Ｕｍ
は搬送車に印加される外力である。

一方、直列に接続されたコイル５６が鎖交する磁束数Φ
、は、 Φ、　＝　（ＮＩ　＋　Ｈｍｔｍ　）　Ｎ　／　Ｒｍ　
　　　　−（５）であるから、コイル５６の電圧方程式
は、コイル５６の全抵抗をＲとして、 ・・・（６） となる。

ここでＲｍは、（１）式から明らかなように空隙長２の
関数である。そこで、いま、Ｉ−〇の時に吸引力Ｆと重
力ｍｇとが釣合う際のギャップ長を２゜、小量をΔｚ、
Δ“２．Δｌとして、 ｚ　　＝　　ｚ　　　＋　Δ２ で表わせる。

そこで、上記（４）式の吸引力Ｆを定常点（ｚ。

ｚ ゴｒ、Ｉ）＝（−Ｌ。、０．０）の近傍で線形化すると
、 となり、 とおくと、 となる。したがって、前記（４）式は次のように捷とめ
ることができる。

同様に、前記（６）式を定常点（ｚ、π、工）−（Ｚｏ
、　０　、０　）の近傍で線形化すると、となる。上記
（７）　、　（８）式は、次のような状態方程式に捷と
めることができる。

ただし％　ａ２１　・”２３１　ａ３２　ｓ　ａ３３　
ｒ　ｂ３１　□　ｄ２１は１それぞれ、 である。ここで簡単のため上記（９）式を、炙＝Ａｘ＋
ＢＥ＋Ｄｕｍ　　　　　　　　　　−＝ｕＯと表わす。

この（９）式で表わす線形システムは、一般には不安定
な系であるが、上記（９）式の状態ベクトル〔Δ２．Δ
２．Δｌ〕および加速度ＪＺ　　より、印加電圧Ｅを種
々の方法で求め、系にフィードバック制御を施すことに
よって安定化を図ることができる。例えばＣを出力行列
（この場合単位行列）とし、ｘ’−ｘ−Δｘ。、ΔＸｏ
−〔Δｚｏ、　ｏ　、　Ｏ］として印加電圧Ｅを、 Ｅ＝−［Ｆｌ、　　Ｆ２．　　Ｆ３］ｘＣｘ　ｘ’＋ｅ
。

−−ＦＣｘ’　十ｅ０　　　　　　　　　　・・・α優
（但Ｌ７、Ｆｌ’４．　Ｆ２．　Ｆ、はフィードバック
定数、Δｚｏは空隙長の目標値ＺＤと空隙長Ｚ。との偏
差（Δｚｏ−２Ｄ−２ｏ）、ｅｏは付加電圧）トスレバ
、（１１１式は、 交−ハｘ−ＢＦＣ（ｘ−ΔＸｏ）＋ＤＵｍ＋Ｂｅｏ　　
　−α４となり、さらに、この（１０式をラゾラス変換
１〜てＸを求めると、 ｘ　＝Ｊ、（〔５ｌ−Ａ＋ＢＦＣ］−’（Ｘｏ＋ＤＵｍ
（ｇ）＋　ＢＦＣΔｘｏ（ｓ）　＋Ｂｅｏ（ｓ）　　　
　　　　　−α］となる。なお、ここに１は単位行列、
ｘｏはＸの初期値である。

上記９１式よシ、状態推移行列Φ（１）すなわち、Φ（
冒）　＝　（ｓｌ　−Ａ＋ＢＦＣ）−１・・・（１４を
用いてＵｍ　、ΔＺｏおよびｅ。に対するＸ（８）の伝
達関数Ｇ（ｓ）　、　Ｈ（ｓ）　、　Ｐ（ｓ）を表わす
と、これらはそれぞれ、 Ｇ（ｓ）＝Φ（８）Ｄ ２ｌ− Ｐ（ｓ）　＝Φ（ｓ）Ｂ ただし、 Δ５（８）＝　８３＋（ｂ５１Ｆ５　　ａ３３）ｓ２＋
（ａ２１＋ａ２３（ｂ３１”２　　ａｘ２））ｓ＋ａ２
３ｂ３１Ｆ１−”２１　（ｂ５１Ｆ３　ａ３ｓ）である
。ここで、Φ（８）の特性方程式は、Δ５（ｉ＋）　＝
　０で求められる。したがって、Ｆｌ、Ｆ２．Ｆ３の値
を適宜決定することにより、Φ（８）の特性機を複素平
面の左半面上に任意に配置して磁気浮上系の安定化を達
成することができる。磁気支持部にこの様なフィードバ
ック制御を施した場合の磁気浮上系のブロック図を第５
図に示す。すなわち、制御対象Ｃ１には、フィードバッ
クゲイン補償器ｃ２が付加されている。なお、同図中ｙ
はＣｘを表わす。

このような磁気浮上系においては、（９）〜（１’７式
より明らかなように、ステップ状の外力Ｕｍ　、同空隙
長の目標値ｚＤおよび同付加電圧ｅ０の変化に伴い、系
の女定状態時の空隙長編差Δ２および電流偏差Δ１には
、定常的な偏差が生じることになる。したがって、空隙
長の目標値ｚＤ又は付加電圧ｅ０を徐々に変化させるこ
とにより空隙長の定常偏差の値を変化させ、最終的には
搬送車１５を非常用ガイド１３ａ、１３ｂの内壁上側若
しくは内壁下側に固定することができる。

ところで、本発明では、電流の定常偏差を、ステップ状
の外力Ｕｍの有無に拘らず零にするように。

磁気支持ユニット１Ｌにフィードバック制御を施すよう
にした装置を対象としている。

このように空隙長が一定範囲にあるときのみ電流の定常
偏差を零に制御するため、例えば次のような制御方法が
採用されている。

■　外力Ｕｍを状態観測器によって観測し、この観測値
Ｕｍに適当なダインを持たせて磁気浮上系にフィードバ
ックする方法。

■　ギャップ長偏差Δ２、速度偏差Δｉおよび電流偏差
Δｌに全てが同時に零でない適当なゲインを持たせ、そ
れぞれの値を８の一次系を構成するフィルタを介して磁
気浮上系にフィードバックする方法。

■　電流偏差Δｉを積分補償器を用いて積分し。

その出力値に適当なゲインを持たせて磁気浮上系にフィ
ードバックする方法。

■　上記■、■あるいは■の方法を併用する方法。

等である。これらフィードバックを実現する手段をゼロ
ノ母ワーフイードパックルーフ’ト呼）。

ここでは、−例として■の方法を用い、空隙長の定常偏
差の変化のさせ方、最終的な搬送車の固定方法について
説明する。

上記■の方法を用いた磁気浮上系のブロック図は第６図
に示される。すなわち、上記の方法は、前述したフィー
ドバックダイン補償器Ｃ２に加え。

さらに積分補償器Ｃ３および目標値発生器Ｃ４，Ｃ５を
付加し、さらに積分補償器Ｃ３を任意に機能停止できる
手段を付加したものとなっている。この積分補償器Ｃ３
のゲインにおよび目標値発生器Ｃ４の目標値ｒは、に＝
［０，０，に、］およびｒ　””　（ＯｌＯ＋　ｒ５：
ｌ”なる行列で表わされ、Ｋ３は電流偏差Δｌの積分ゲ
イン、ｒ３は励磁電流目標値である。したがって、この
磁気浮上系における印加電圧Ｅは。

で表わせる。前述と同様にして状態推移行列Φ（、）を
求めると。

Φ（ｍ）＝　（ｍ２１−ｍＡ＋５ＢＦｃ＋ＢＫｃ）−１
・・・（至）となる。ここでＵｍ　＋　Ｚｏ　ｒ　ｅお
よびｒ３を入力とし。

ｙ＝Ｃｘで表わされるｙを出力とした時のそれぞれの伝
達関数Ｇ（ｓ）　、Ｈ（ｓ）　、　Ｐ（ａ）およびＱ（
８）は、Ｇ（ｓ）　＝　ｍΦ（８）Ｄ ・・・■ Ｈ（ｓ）＝Φ（扇）ＢＣ８Ｆ＋Ｋ） Ｐ（１）　＝Φ（ｍ）Ｂｇ −２← Ｑ（１）−の（ｓ）ＢＫ 但し、 Δ４（’）　−”＋Ｃｂ５１Ｆ５　’３３）”（ｂ３１
に３　”２１＋＆２３（ｂ３１Ｆ２’３２））”［’２
３ｂ３１Ｆｌ　’２１（ｂ５１Ｆ、！、’３５））’−
ａ２１ｂ３１に５　　　　　　　　　　　　　　・・・
（ハ）と表わすことができる。伝達関数Ｇ（ｓ）　、　
Ｈ（ｓ）　。

Ｐ（８）およびＱ（ｓ）の特性根は、上記（ハ）式で表
わされるΔ４（Ｂ）を、Δ４（１）　−〇として求める
ことができ、ＦＴ　”　２　”　３　’　Ｋ５を適宜決
定することにより、第６図の磁気浮上系の安定化を実現
できる。

ここで、もし同図の磁気浮上系が安定であシ、ΔＺｏ　
＋　ｅｏおよびｒ３が同［時に零であるとすれば、外力
Ｕｍに対する偏差電流Δｉの応答は、ラグラス変換を用
いて。

Δ１（Ｓ）＝−太い（ｂ３１Ｆ２　ａｓ２）Ｂ＋ｂｘｔ
Ｆ、）８０ｍ（８）　−嘲と求めることができる。

この（ハ）式において前記外力Ｕｍがステップ状外力で
あることから、Ｆｏを外力の大きさとすれば、Ｕｍ（ｓ
　）　＝　Ｆｏ／　ｇとなり、（ハ）式は、であるから
、結局、外力Ｕｍの有無に拘らず、電流の定常偏差を零
に近付ける手段は、現実に存在することは明らかである
。しかし、この磁気浮上系では、ａｌ）〜（ハ）式で明
らかなように、励磁電流の目標値ｒ３を変化させない限
シ、空隙長の定常偏差が変化しないため搬送車を最終的
に軌道に固定できなくなる。

なお、状態ベクトルＸの各要素を検出するには、例えば
。

ｑ）全ての要素を適当なセンサを用いて直接測定する方
法。

ｑ）　適当なギャップセンサ、速度センサあるいは加速
度センサ等のいずれか一つの出力信号を、必要に応じて
積分器あるいは微分器を用いて積分または微分して、Δ
２．Δ゛２などを検出する方法。

■　状態ベクトルのうちの２要素を■または■の方法で
検出し、残りの一つを必要であれば前記外力Ｕｍと合わ
せて状態観測器で観測する方法などが挙げられる。

本実施例では、浮上中の搬送車を軌道に固定させるとき
のみ励磁電流目標値ｒ６を零から所定の値まで徐々に変
化させる方法で制御がなされる。この場合には、−ピロ
パワーフィードバックを急激に停止させることなくソフ
トランディングが可能である。

一方、軌道に固定中の搬送車を緩やかに浮上させるとき
にはこの方法を用いない。その理由は、もし搬送車１５
がガイドレール１２ａ、１２ｂ或は非常用ガイド１３ａ
、１３ｂに吸着した状態で固定されていると、搬送車１
５に対するガイドレール１２ａ、１２ｂ若しくは非常用
ガイド１３ｔｈ。

１３ｂの抗力が搬送車１５に加わる外力であると判断し
て制御系が機能してし１うので、搬送車１５の浮上開始
が不可能になるからである。このような場合には、ゼロ
パワーフィードバックループの動作を停止させ、先に述
べたように空隙長目標値のｚＤ或は付加電圧ｅ。を所定
の値から他の値まで変化させる方法によシ搬送車１５を
徐々に浮上させ、その直後にゼロパワーフィードバック
ループの動作を開始させればよい。

以上の点に基づき、制御装置３１を中心とした本装置の
電気的構成を第７図に示す。１ｌｉｌＪ御装置４１は、
搬送車１５に取付けられて磁気支持ユニット３１によっ
て形成される磁気回路中の起磁力、磁気抵抗若しくは搬
送車１５の運動の変化を検出するセンサ部６ノと、この
センサ部６１からの信号に基づいてコイル５６に供給す
べき電力を演算する演算回路６２と、この演算回路６２
からの信号に基づいて前記コイル５６に電力を供給する
・セワーアンプ６３とで構成されている。パワーアンｆ
６ｓには、電源４３からの電力がメインスイッチ６４、
スイッチ６５を介して与えられている。

また、演算回路６２及びセンサ部６１には、電源−−”
ｌ　（’）− ４３からの電力がメインスイッチ６４、定電圧発生装置
４２及びスイッチ６６を介して与えられている。定電圧
発生装置４２は、基準電圧発生装置４２ａと電流増幅器
４２ｂとで構成され、定電圧を出力する。この定電圧発
生装置４２からの定電圧は起動装置６７にも与えられて
いる。起動装置６７の出力は、スイッチ６５．６６及び
演算回路６２に指令信号として与えられている。

センサ部６１は、外部雑音の影響を抑制するため光学ギ
ャップセンサ３４の信号を変調する変調回路６８と、コ
イル５６の電流値を検出する電流に検出器６９とで構成
されている。

演算回路６２は、第６図のフィードバック系を実現する
ものである。まず、目標値発生器７０からのギャップ長
設定値ｚＤと、光学ギャップセンサ３４で検出されたギ
ャップ長とを減算器７１で減算する。減算器７１の出力
は、直接及び微分器１２を介してフィードバックダイン
補償器７３゜７４にそれぞれ入力される。また、電流検
出器６９からの電流検出信号は、フィードバックダイン
補償器７５に入力される。これらフィートノ々ツクゲイ
ン補償器７３〜７５からの補償出力は、加算器７６によ
って加算され、減算器７７の一方の入力に与えられる。

また、電流検出信号は、減算器７８において目標値発生
器７９からの電流目標値（浮上制御状態では“０＃）と
比較結果は、スイッチ８０を介して積分補償器８１に入
力され、積分補償された後、減算器７１の他方の入力と
して与えられる。そして、減算器７７の出力がパワーア
ンプ６３のゲイン調整に供せられる。これによって、減
算器２８→積分補償器８１→減算器７７からなるゼロ／
々ワーフイードパックルーフ’Ｌが構成される。

なお、スイッチ８０は、起動装置６７からの指令に基づ
いて積分補償器８１の機能を選択的に停止させるもので
ある。このスイッチ８０は、具体的には、第８図に示す
ように、積分補償器８ノを構成する演算増幅器８２０入
出力間に接続されたコンデンサＣを、起動装置６７から
の出力によって短絡させるように構成すれば良い。この
ように構成すれば、積分補償器８１のゲインに３＝−１
７ＲＣが起動装置６７の出力に応じて０になるので、演
算増幅器８２の出力もＯになる。

また、目標値発生器７０．７９も、起動装置６７の出力
に基づいてその目標値を逐次変化させるものである。こ
れら目標値発生器７０．７９は。

それぞれ第９図（ａ）　、　（ｂ）に示すように構成す
ることができる。すなわち、演算増幅器８３．８４、抵
抗Ｒａ　、　Ｒｂ　、コンデンサＣａ　、　Ｃｂからな
る一次遅れ系を構成するフィルタの入出力間に起動装置
６７からの出力に応じて開閉するスイッチ８５゜８６を
設け、予め決められた入力値ｖＩｏ、　ｖΔｚｏｌｖｚ
Ｄをセットしたうえで、これらスイッチ８５゜８６を閉
から開状態にすることで所定の値から他の値まで徐々に
変化する目標値を発生させることができる。

一方、起動装置６７は、例えば第１０図に示すように、
外部指令変換器９１と、スイッチ動作器９２とから構成
されている。外部指令変換器９１は、起動枠１１側に取
付けられた７個ＬＥＤ　４７を外部指令に基づいてドラ
イブする点灯装置９３と、起動枠１１にう付けられた上
記ＬＥＤ　４７と、ステーション部においてこれらＬＥ
Ｄ　４７と対向する搬送車１５の位置に取付けられた７
個のフォトトランジスタ４６と、このフォトトランジス
タ４６の出力のうち、中央の５つのフォトトランジスタ
４６の出力に基づいて２値の電圧を出力する電圧発生器
９４とで構成されている。また、スイッチ動作器９２は
、外部指令変換器９１からの５ビツトの出力の各ビット
をスイッチ６５，６６．８０＋８５及び８６の各開閉状
態と対応させてこれらスイッチの開閉状態を制御する。

なお、両側に配置された残シの２つのフォトトランジス
タ４６の出力は、ＬＥＤ　４７とフォトトランジスタ４
６とが正しく対向しているかどうかを検出するもので、
上記２つのフォトトランジスタ４６が同時にＬＥＤ４７
からの光を受光したときに限シ軌道側から搬送車側に外
部指令が伝達されるようになっている。

このため、搬送車が正しい位置に停止しなかったために
生じる外部指令の誤った伝達を防止するこ−３← とができる。

次に、このように構成された本実施例に係る浮上式搬送
装置の動作について説明する。

本実施例では、装置が停止状態にある場合には。

永久磁石５３の吸引力で搬送車１５の縦車輪４５ａは非
常用ガイド１３ａ（１３ｂ）の内壁上面に接触しておシ
、スイッチ６５及び６６は開、スイッチ８０，８５．８
６は閉の状態となっている。

この状態からメインスイッチ６４を投入し、定電圧発生
装置４２を介して起動装置６７を起動させると共に、ス
イッチ６６が閉となるように指令を送ると、制御装置４
１が始動を開始する。

次にスイッチ６５を閉、スイッチ８６を開とする指令を
出力すると、ゼロ・ぐワーフイードバラクルージＬの動
作を停止した状態、つまり第５図に示す浮上系において
目標値ｚＤを徐々に大きくする制御が行われることにな
る。この結果、制御装置４１は、永久磁石５３が発生す
る磁束と逆向きの磁束を電磁石Ｌユ、主ヱに発生させ、
磁気支持ユニットユとガイドレール１２ａ１１２ｂとの
間に所定の空隙長を発生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、第４図に示すように
、永久磁石５３〜継鉄５５〜空隙Ｐ〜ガイドレール１２
ｔｈ、（１２ｂ）〜空隙Ｐ〜継鉄５５〜永久磁石５３の
経路からなる磁気回路が形成され、搬送車がゆるやかに
浮上し始める。この時、スイッチ８０を開とするような
外部指令を出力すると、ゼロｉＲワーフイードパックル
ープＬは動作を開始し、この磁気回路は、搬送車尤乏に
外力が印加されていない定常状態で、電磁石５１゜５２
による磁束を全く必要としないような磁気吸引力を持た
せるように所定の空隙長２゜を保つ。

ここで外力Ｕｍが印加されると、ギャップセンサ３４は
これを検知して変調回路６８を介して演算回路６２に検
出信号を送出する。演算回路６２は。

減算器７１によって上記信号から空隙長目標値ｚＤを減
算し、空隙長偏差信号Δ２−Δｚｏを算出する。

この空隙長偏差信号Δ２−Δｚｏは、フィードバックゲ
イン補償器７３に入力されるとともに、微分器７２によ
って速度偏差信号／Ｚに変換された後フィードバックゲ
イン補償器７４に入力される。一方、電流偏差信号Δｌ
は、電流検出器６９の計測信号によって得られ、フィー
ドバックゲイン補償器７５に入力される。また、電流偏
差信号Δｌは、減算器７８によって目標値発生器７９の
出力である零レベルと比較され、その差信号が積分補償
器８１に入力される。そして、加算器７６によって加算
された３つのフィードバックダイ／補償器７３〜７５の
出力信号と、前記積分補償器８１の信号とは、それぞれ
所定のゲインを付与されてパワーアンゾロ３にフィード
バックされる。かくして系は、上記電流偏差Δｉが零に
なった状態で安定化することになる。

いま、搬送軍刀ユ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２
５が固定子１６から電磁力を受けるので、搬送車１５ば
、磁気浮上状態のままガイドレール１２ａ、１２ｂに沿
って走行し始める。

搬送車上ユが空気抵抗等の影響で完全静止するまでの間
に再び固定子１６が配置されていれば、搬＝３７− 送電Ｌ！は再度付勢されてガイドレール１２ａ。

１２ｂに沿った移動を持続させる。この移動は目的とす
る地点まで継続される。かくして、搬送車り互を非接触
状態で目的地点まで移動させることができる。

こうして目的地点（ステーション）まで到達した搬送車
１５に対してスイッチ８５を開く外部指令を与えると、
目標値発生器７９の出力が零レベルから所定の値まで徐
々に変化して空隙長２が減少していき、ついには搬送車
１５の縦車＠４５ａが非常用ガイド１３ｈ（１３ｂ）の
内壁上面に接触することになる。この時、スイッチ−６
５を開き、スイッチ８θ、８５及び８６を閉じる指令を
出せば電磁石５１．５２への送電が停止され、永久磁石
５３の吸引力によって搬送車１５が非常用ガイド１３ｈ
（１３ｂ）に吸着固定されるとともに、次の浮上に備え
てゼロパワーフィードバラクルージＬの動作及び目標値
発生器７０．７９の内部状態がリセットされる。もし、
この後、搬送車１５を他の目的地点へ向けて発車させる
必要があれば。

−３＆− スイッチ６５を閉じ、スイッチ８６を開く指令を出して
上述した手順を繰返せば良い。

一方、搬送車１５をその到着地点で長時間吸着固定させ
ておく場合には、外部指令にょシスイッチ６６を開き、
制御装置４１で消費される電力を節約するようにすれば
良い。また、その後にメインスイッチ６４を開けば装置
の動作を完全に停止させることができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば上記実施例では電流偏差Δｌを積分補償器を
用いて積分し、これに適当なゲインを持たせてフィード
バックする方法に合わせて起動装置６７および目標値発
生器７０．７９を配置したが、前述した他の方法に適し
た配置をとるようにしてもよい。

例えば第１１図に示すものは第７図における積分補償器
８１を一次伝達関数を有するフィルタ９５に置換えた例
である。フィルタ９５の時定数をＴｆとすれば、その伝
達関数は。

で定義される。また、前述の例では減算器７８の入力と
して電流検出器６９の出力信号が与えられていたが、こ
の例では減算器７１の出力が与えられている。フィルタ
９５は例えば第１２図に示すように演算増幅器９６の入
出力間にコンデンサＣｃおよび抵抗Ｒｅを並列接続して
構成される。そして、この場合にもスイッチ８０によっ
てコンデンサＣｃおよび抵抗Ｒｅの両端を短絡すればゼ
ロパワーフィードバックループＬの機能は停止する。

この方式は、第５図に基づく制御方式を採用している既
存の磁気浮上系において、特にフィードバックダインＦ
　＝（Ｆ、　＋　Ｆ２　＋　Ｆ３〕を計算し直さなくて
もＴｆの値を適宜大きく設定してやることによシ、十分
安定な磁気浮上状態を保ったままでゼロパワーフィード
バックループＬを付加できるという利点を持つ。いま、
Ｐ＝［−Ｆｌ、０１０〕。

ｒ＝［ｒ、１０１０）”とすれば、そのブロック図は第
１３図に示される。

また、第１４図は状態観測器１０１を用いた制御方法を
示すものである。この状態観測器１０１は、減算器２１
および電流検出器６９の出力信号を入力とし、前述の例
における微分器７２の出力信号に相当する速度Δ２°お
よび搬送重工！に加えられた外力Ｕｍの定常成分を検出
し、フィードバックダイン補償器７３．７４．７５．１
０２の入力となるべき空隙長偏差信号、速度信号、電流
偏差信号および外力定常成分信号を出力するものである
。

４つのフィードバックゲイン補償器７３〜７５゜１０２
は、それぞれの入力に対してダインＦ、。

Ｆ２．　Ｆ３およびＦ４を乗じたものを出力する。これ
らは加算器１０３によって加算され、減算器７７におい
て目標値発生器７９の出力である０信号と比較された後
、前記パワーアンゾロ３に出力され１５図にこの制御系
のブロック図を示す。状態観測器１０１の構成は図中０
７で示される。なお、この図において、 であシ、α１．およびα２１は、ｄｏｔ　ｌ　ｍｌ　−
Ａ　１＝ｏにおいて特性板８が複素平面上で左半面に位
置子るように適宜決定することのできる定数である。

一方、フィードバックダイン補償器１０２の周辺は、例
えば第１６図にも示すように、起動装置６７からの信号
によシ無接点リレー１０５のＯＮ。

ＯＦＦ制御を行って演算増幅器１０６の入出力間に接続
された抵抗Ｒｄを短絡し得るように構成されておシ、起
動装置６７がリレー１０５をＯＮにする信号を出力した
時にゼロパワーフィートバックル−プＬの動作が停止す
る。

この実施例によれば、微分器を用いずに速度Δ゛２を観
測することができるので外部の電気的ノイズが浮上中の
搬送車上！に与える影響を少なくできる。

また、本発明は起動装置６７が第１０図に示された構成
に限定されるものではなく、例えば第１７図及び第１８
図に示す構成にすることもできる。即ち、第１７図に示
したものは、外部指令変換器１θ７を、電波の送受を行
なう送信器１０８及び受信器１０９と、電圧発生器９４
とで構成しておシ、前述した光学式の信号の送受に比、
べて送信部及び受信部の取付は位置がそれ程厳密でなく
て良いという利点を持つ。

また、第１８図に示すものは、外部指令変換器１１０を
、搬送車１５に取付けられた５個のレバースイッチ１１
１と、これらのＯＮ　、　ＯＦＦに連動してスイッチの
開閉信号を出力する電圧発生器９４とで構成しており、
装置の構成が簡単になるという利点を持つ。

要するに本発明は、ゼロパワーフィードバック制御系を
備えた制御装置であれば、アナログ、ディジタルを問わ
ず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ゼロノ９ワーフ
イードパックループの励磁電流を徐々に変化させるよう
にしているので、空隙長の定常偏差を徐々に変化させる
ことができる。このだめ、軌道に対して搬送車を緩やか
に固定することができ。

搬送車や搬送物の破損や粉塵の発生等を防止することが
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浮上式搬送装置の構成
を示す斜視図、第２図は同装置の縦断面図、第３図は同
装置を一部切欠した側面図、第４図は同装置の磁気回路
を説明するための断面図、第５図は従来の制御系を示す
ブロック図、第６図は上記実施例の制御系を示すブロッ
ク図、第７図は同制御系を実現する制御装置とその周辺
の電気的構成を示すブロック図、第８図は同制御装置に
おける積分補償器とその周辺を示す回路図、第９図は同
制御装置における目標値発生器とその周辺を示す回路図
、第１０図は同搬送装置における起動装置の電気的構成
を示すブロック図、第１１図は本発明の他の実施例に係
る浮上式搬送装置の制御系を実現する制御装置とその周
辺の電気的構成を示すブロック図、第１２図は同制御装
置におけるフィルタとその周辺を示す回路図、第１３図
は同制御系のブロック図、第１４図は本発明の更に他の
実施例に係る浮上式搬送装置の制御系を実現する制御装
置とその周辺の電気的構成を示すブロック図、第１５図
は同制御系のブロック図、第１６図は同制御装置におけ
るフィードバックゲイン補償器の構成を示す回路図、第
１７図および第１８図は更に他の実施例における起動装
置の構成をそれぞれ示すブロック図である。 １１・・・軌道枠、１２ａ、１２ｂ・・・ガイドレール
、１３ａ、１３ｂ・・・非常用ガイド、２仁」・・・搬
送車、１６・・・リニア肪導電動機の固定子、２５・・
・基台、２７・・・連結機構、ｓ　ｉ　・・・磁気支持
ユニット、３４・・・ギャップセンサ、４１・・・制御
装置、４２・・・定電圧発生装置、４３・・・電源、４
６・・・フィトトランジスタ、４７・・・ＬＥＤ　、土
工、−名ノー・・・電磁石、５３・・・永久磁石、５５
・・・継鉄、５６・・・コイル、６９・・・起動装置、
７０．７９・・・目標値発生器、７３〜７５゜１０２、
Ｃ８、Ｃ２・・・フィードバックゲイン補償器、Ｃ５・
・・積分補償器、９５　、　Ｃ６・・・フィルタ、１０
ノ。 Ｃ・・・状態観測器、Ｃ１・・・制御対象、Ｌ・・・ゼ
ロ・ぐワーフィードパックループ。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦−４ト

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも下面部分が強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走行自在に配置
   された搬送車と、前記ガイドレールの下面と空隙を介し
   て対向するように配置された電磁石、並びに前記電磁石
   、前記ガイドレールおよび前記空隙で構成される磁気回
   路中に介在し前記搬送車を浮上させるのに必要な起磁力
   を供給する永久磁石で構成され前記搬送車に搭載された
   一または複数の磁気支持ユニットと、前記搬送車に取付
   けられ前記磁気回路中の変化を検出するセンサ部と、こ
   のセンサ部の出力に基づいて前記電磁石の励磁電流を制
   御して前記電磁石に流す電流が零になる状態で前記磁気
   回路を安定化させるゼロパワーフィードバックループを
   有する制御手段とを備えた浮上式搬送装置において、前
   記制御手段は、搬送車の外部からの操作或は指令によっ
   て搬送車の内部のゼロパワーフィードバックループに所
   定の指令信号を伝える起動装置と、この起動装置からの
   指令に基づいて上記ゼロパワーフィードバックループの
   制御目標値を徐々に変化させる目標値発生器とを具備し
   たものであることを特徴とする浮上式搬送装置。
2. （２）前記起動装置は、搬送車の外部から光信号を送出
   する発光素子と、搬送車に取付けられて上記発光素子か
   らの光信号を受光する受光素子とを具備したものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の浮上式搬
   送装置。
3. （３）前記制御手段は、前記起動装置を介して与えられ
   る指令に基づいて前記ゼロパワーフィードバックループ
   を選択的に動作停止状態にするものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の浮上式搬送装置。
4. （４）前記制御手段は、前記ガイドレールと電磁石との
   間の空隙長の目標値を前記起動装置からの指令信号に基
   づいて徐々に変更できる手段を備えたことを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の浮上式搬送装置。
5. （５）前記ゼロパワーフィードバックループは、前記電
   磁石の励磁電流の前記センサ部における検出値と前記目
   標値発生器の出力値との偏差を所定のゲインを持たせて
   積分する積分補償器と、この積分補償器の出力値を前記
   電磁石の励磁電流にフィードバックする手段とを備えて
   なるものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の浮上式搬送装置。
6. （６）前記ゼロパワーフィードバックループは、前記セ
   ンサ部における空隙長、速度及び励磁電流の各検出値と
   、これら検出値の目標値発生器の出力値との偏差に全て
   が同時に零でない所定のゲインを持たせ、これらを一次
   伝達関数を有するフィルタを介して励磁電流にフィード
   バックする手段を備えたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の浮上式搬送装置。
7. （７）前記ゼロパワーフィードバックループは、前記セ
   ンサ部の出力値から前記搬送車に加わる空隙長方向の外
   力の大きさを観測する状態観測器と、この状態観測器で
   観測された外力の大きさと前記目標値発生器の出力値と
   の偏差に所定のゲインを持たせて前記励磁電流にフィー
   ドバックする手段とを備えていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の浮上式搬送装置。
8. （８）前記ゼロパワーフィードバックループは、前記セ
   ンサ部の出力値から前記搬送車に加わる空隙長方向の外
   力の大きさを観測する状態観測器と、この状態観測器か
   らの出力値に所定のゲインを乗じた値と前記目標値発生
   器の出力値との偏差を前記励磁電流にフィードバックす
   る手段を具備したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の浮上式搬送装置。
9. （９）前記センサ部は、前記電磁石と前記ガイドレール
   との間の空隙長、前記空隙長の変化速度、前記空隙長の
   変化加速度及び前記電磁石の励磁電流のうち、少なくと
   も一つの検出値を得るものであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の浮上式搬送装置。
10. （１０）前記制御手段は、前記電磁石及び前記起動装置
    以外の前記制御手段への電力の供給を前記起動装置から
    の信号により停止できる手段を備えていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の浮上式搬送装置。