JPS627301A

JPS627301A - 浮上式搬送装置

Info

Publication number: JPS627301A
Application number: JP14374585A
Authority: JP
Inventors: Teruo Azusawa; 小豆沢　照男; Akihira Morishita; 明平森下
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-06-29
Filing date: 1985-06-29
Publication date: 1987-01-14
Also published as: JPH0556085B2

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、小物類を搬送するのに好適な浮上式搬送装置
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、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間において
、伝票、書類、現金、試料等を搬送装置を用いて移動さ
せることが行われている。

このような用途に用いられる搬送装置は、オフィスの環
境を損うものであってはならず、粉塵の発生等が無く低
騒音であることが要求される。このため、この種の搬送
装置はガイドレールに対し搬送車を非接触に支持し得る
ように構成されることが望ましい。搬送車を非接触で支
持するには、空気や磁気を利用するのが一般的であるが
、中でも搬送車を磁気的に支持する方式は、ガイドレー
ルに対する追従性や、騒音低減効果に優れており、最も
有望な支持方式とされている。

この方式による搬送装置は、通常、強磁性体で形成され
たガイドレールに沿って走行自在に配置された搬送車に
磁気支持ユニットを搭載し、この磁気支持ユニットで発
生させた起磁力によって前記搬送車を磁気浮上させるも
のである。そして、搬送車にリニア誘導電動機の二次導
体を装着するとともに、同リニア誘導電動機の固定子を
前記ガイドレールに沿って間欠的に配置して搬送車を駆
動するようにしている。

上記のような磁気的な浮上式搬送装置中にあって、磁気
支持ユニットとして永久磁石を併用したものが提案され
ている。この装置によれば、搬送車を浮上させるのに必
要な起磁力の大部分を永久磁石の起磁力で得ることがで
きるので、電磁石の励磁電流を極めて少なくでき、搬送
車に搭載する電源の小容量化を図ることができる。

しかし、このような装置であっても、搬送車が走行中に
なんらかの外力を受けて振動し、ガイドレールと磁気支
持装置の位置がずれた場合、これを復帰させるのに電力
を消費する。この位置ずれが大きいと、極めて多くの電
力を必要とするため、電源に過大な負荷がかかるうえ、
場合によっては制御不能状態に陥るという問題があった
。

特にガイドレール下面の強磁性体の幅と、これに対向し
て搬送車上に配置された電磁石継鉄の上端面の幅とが一
致している場合、搬送車が走行方向と直角な左右方向に
なんらかの外力を受けて揺動を始めると、平衡位置を最
下点とする振子運動を呈し、揺動が長時間持続して平衡
位置へなかなか戻らないという問題があった。すなわち
、搬送車が平衡位置から左右方向へずれると、ガイドレ
ール下面の強磁性体下端面部と、電磁石継鉄の上記ガイ
ドレールと対向する面の面積が減少する。

この状態においても搬送車の重量を永久磁石の起磁力分
で支持するような、いわゆるゼロパワー制御を行うと、
空隙部所面積の減少にともなう吸引力の不足に対して電
磁石を永久磁石と同極性に励磁して、永久磁石の起磁力
だけで搬送車の重りに相当する吸引力を発生するように
空隙長が短くなる。この位置では、吸引力の方向は重力
方向とずれており、平衡方向へ引き戻そうとする方向の
力が搬送車に加わる。この方向の搬送車の運動に対して
、案内用の電磁石を配置していない磁気浮上車両におい
ては、空気抵抗による制動効果しか期待できないので、
搬送車はいわゆる振子運動を長時間続け、搬送車の支持
のために電力消費量が増大するとともに、積載物へも悪
影響を与えるなどの問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、そ
の目的とするところは、搬送車に外力が加わった場合で
も、短時間で平衡位置に復帰して安定な走行を確保でき
る浮上式搬送装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、磁気支持ユニットとして電磁石および永久磁
石を用い、固定部を構成するガイドレールに対して搬送
車を浮上させるのに必要な起磁力を上記永久磁石によっ
て供給することにより、省エネルギ化を図った浮上式搬
送装置にあって、前記ガイドレールの強磁性体からなる
下面部分の幅を、前記下面部分と空隙を介して対向する
電磁石の対向面の幅よりも広く形成したことを特徴とし
ている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、搬送車に走行方向と直角な左右方向の
外力が印加された場合でも、ガイドレールと電磁石との
対向面積は殆ど変化しないので、磁気的吸引力を同じに
するための空隙長変化も殆どない。このため、従来のよ
うに振子運動が長時間続くことがなく、左右の揺動を短
時間のうちに静めることができる。このため、平衡位置
への復帰に必要な電力を軽減することができ、積載物が
受ける振動も抑制され、搬送時の安全性の向上にも寄与
することになる。更にガイドレール下面部の強磁性体の
幅が電磁石継鉄の幅より広ければ、ガイドレールの幅方
向の寸法精度を厳密にする必要がなくなるので、平板ま
たはＬ字形アングルなど素材のままでガイドレールを構
成することができ、加工費を大幅に削減することが可能
である。

〔発明の実施例〕

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。なお、第１図は本装置の
平面図を、第２図は同一部切欠した斜視図を、第３図は
第１図におけるＡ−Ａ断面矢視図を、また第４図は第１
図におけるＢ−８断面矢視図をそれぞれ示している。

これら各図において二は、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ガイドレールであ
る。このガイドレール１上には、搬送”Ｊ２がガイドレ
ール上に沿って走行自在に配置されている。また、ガイ
ドレール上に沿った固定部４には、所定の間隔でリニア
誘導電動機ｉの固定子６が配設されている。

ガイドレール上は、少なくとも下面部分が強磁性体で形
成されたアングル状部材１０ａ　、　１０ｂを平行に敷
設して構成されており、支持部材１１で固定部４上に支
持されたものである。

搬送車、２−は、次のように構成されている。すなわち
、ガイドレール上を上下に挟む形で基台１２と支持板１
３とがガイドレール上に対して平行配置されている。両
者は連結部材１４によって連結されている。基台１２上
には、書類など被搬送物の搬送を容易化するための偏平
な容器１６が搭載されている。

支持板１３の下面には、リニア誘導電動機５の可動要素
である二次導体１１が取付けられている。この二次導体
１７は、装置の稼動時においては固定子６と僅かのギャ
ップを介して対向する高さに配置される。この支持板１
３の上面四隅位置には前記ガイドレールの下面と所定の
空隙をあけて対向するように４つの磁気支持ユニット■
が搭載されている。

また、支持板１３の前記磁気支持ユニット旺と近接する
位置には、同ユニット■とガイドレール１−との間の空
隙長を検出するためのギャップセンサ２２が取付は部材
２３を介して取付けられている。また、支持板１３の中
央位置には、磁気支持ユニット旺を制御するための制御
装置２４およびこの制御装置等に必要な電力を供給する
ための電源２５が搭載されている。

磁気支持ユニットシーは、上端面がガイドレール上の下
面と所定の空隙Ｐを介して対向する２つの継鉄３１．３
２およびこれら継鉄３１．３２に巻装された励磁コイル
３３．３４からなる２つの電磁石３５．３６と、前記継
鉄３１．３２の下部側面間に介在する永久磁石３７とで
構成されており、全体としてＵ字形状をなしている。励
磁コイル３３．３４は、電磁石３５．３６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。

ここで強磁性体で構成されたガイドレール１の下面部分
の幅を、電磁石継鉄３１．３２の幅よりも広（なるよう
に構成したことが本実施例の要部となるものであり、本
実庸例では左右の磁気支持ユニットυ−の電磁石継鉄３
１．３２の上端面、すなわちガイドレール上との対向面
の中心が、搬送車ｉの定常浮上状態においてガイドレー
ル上下面部分の強磁性体の中心とが同一鉛直面内に配置
されるように構成した場合を示している。

また、！ＩＩ　ＩＩ）装置２４は、例えば励磁コイル３
３．３４と直列に接続された励磁電流検出手段である固
定抵抗器、ギャップセンサ２２に発光信号を送出すると
ともにギャップセンサ２２からの受光信号を変調する変
調器、この変調器からの信号および前記固定抵抗器の電
圧降下による信号に基づいて励磁コイル３３．３４に流
す電流値を演算する演算回路、この演算回路からの信号
に基づいて前記励磁コイル３３、３４に電力を供給する
増幅器などから構成されている。

一方、基台１２および支持板１３の四隅位置には、非常
時等において搬送車２をガイドレール１上で走行自在に
支持する４組の車輪群Ｖ−が、ガイドレール１を挟むよ
うに取付けられている。

車輪群扛は、それぞれ３つの補助車輪４２．４３゜４４
で構成されている。

補助車輪４２はガイドレール上の上部に配置され、搬送
車、？−の走行方向と直交する水平方向軸を回転軸とし
て回転するように支持部材４５を介して基台１２に回転
自在に支持されている。この補助車輪４２は、磁気支持
ユニット旺とガイドレール上との間の磁気的吸引力が低
下して搬送車、２−が落下した時にガイドレールエル上
面上で搬送車、２−を走行させ。

るものである。

補助車輪４３もやはりガイドレール１（７）上部に配置
され、搬送車、２−の走行方向と直交する垂直方向軸を
回転軸として回転するように支持部材４６を介して基台
１２に回転自在に支持されている。この補助車輪４３は
、搬送車、？−がなんらかの原因によって水平方向にず
れた時に、ガイドレール上と磁気支持ユニット旦とが必
要以上に離れないように、ガイドレール１（７）側面部
に接触するものである。

また、補助車輪４４は、ガイドレール１の下部に配置さ
れ、搬送車りの進行方向と直交する水平方向軸を回転軸
として回転するように支持部材４７を介して支持板１３
に固定されている。この補助車輪４４は、なんらかの原
因によってガイドレール１と磁気支持ユニット■とが近
接しすぎたときに、ガイドレール１の下面と接触し、こ
れにより磁気支持ユニット２１がガイドレール１と直接
吸着されるのを防止するものである。

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。

装置を起動させると、制御装置２４は永久磁石３７が発
生する磁束と同じ向き、または逆向ぎの磁束を電磁石３
５．３６に発生させるとともに、磁気支持ユニット旺と
ガイドレール上との間に所定長の空隙Ｐを維持させるべ
く励磁コイル３３．３４に流す電流を制御する。これに
よって、永久磁石３７〜継鉄３１〜空隙Ｐ〜ガイドレ一
ルニ〜空隙Ｐ〜継鉄３２〜永久磁石３７の経路からなる
磁気回路が形成される。

ギャップ長は、搬送車−？−など被支持体の重量と、永
久磁石３７の起磁力による磁気支持ユニット２１〜ガイ
ドレール上間の磁気的吸引力とが丁度釣合うような長さ
に設定される。制御装置２４は、このギャップ長を維持
すべくＮｌａ石３５．３６の励磁電流制御を行う。これ
によって、いわゆるゼロパワー制御がなされることにな
る。

今、搬送車２−がリニア誘導電動機、５−の固定子６上
にあるとして、この固定子６を付勢すると、支持板１３
に取付けられた二次導体１７が固定子６から電磁力を受
けるので、搬送車、２−は、磁気浮上状態のままガイド
レール１に沿って走行し始める。搬送ｒ！１２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６が配
置されていれば、搬送車、？−は再度付勢されてガイド
レール上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、２−を非
接触状態で目的地点まで移動させることができる。

ところで、第５図に示すように、ガイドレール１の強磁
性体からなるアングル状部材１０ａ　、　１０ｂの下面
部の幅と磁気支持ユニット旺の電磁石継鉄３１の幅とが
等しい場合には、同図（ａ）の平衡位置からなんらかの
外力が加わって同図（１））に示すように電磁石継鉄３
１が右側にずれた場合、ガイドレール上と１ｍ石継鉄３
１との対向面の面積はＷ／ＷＯに減少する。この面積の
減少による吸引力の低下を同図中に図示していない電磁
石コイルの初期電力を大幅に増加させることなく補償す
るためには、空隙長を短くする必要がある。また、第５
図（ｂ）の状態では、アングル状部材１０ａ。

１０ｂと継鉄３１との間には搬送車、？−を平衡位置へ
戻す向きの力が動く。この力に加えて第５図（ａ）と同
図（ｂ）の空隙長の差（Ｏｎ−ｇ）、すなわち、位置エ
ネルギーの差による力が作用して搬送車、？−はいわゆ
る振子運動を持続することになる。

この振子運動を抑制するものは空気抵抗や渦電流損失等
であるが、いずれも絶対値としては非常に小さく、制振
効果は殆ど期待できない。

この点、本実施例に係る浮上式搬送装置によれば、第６
図に示すように、アングル状部材１０Ｃ１１０ｄの下面
部の幅を、電磁石継鉄３１．３２の上端面の幅よりも広
くしているので、対向面積の変化は殆どなく、従って振
子運動も発生しない。

なお、この例では搬送車２が定常浮上状態にあるとき、
アングル状部材１０ａ　、　１０ｂの中心位置とＩ　Ｅ
ｆｉ石継鉄３１の中心位置とが一致している。この例に
よれば、同図（ｂ）に示すように、なんらかの外力によ
って搬送車、？−が右の方へずれた場合でも、図に示す
程度のずれであれば、各継鉄３１とアングル状部材１０
ａ　、　１０ｂとの対向面積は殆ど変わらないので、空
隙長も殆ど変わることはなく、搬送＊重量に相当する吸
引力を発生することができる。

第６図（ｂ）の状態では継鉄３１とアングル状部材１０
ａ　、　１０ｂの中心とがずれているため、第５図（ａ
＞の状態に戻す方向の案内力が搬送車、？−に働くが、
第５図に示した従来例と異なり、振子運動ではなくなる
ので平衡状態に戻るまでの時間は大幅に短縮される。

なお、第７図のように、アングル状部材１０ａ。

１０ｂの外側端縁部と電磁石継鉄３１の上端面の外側端
縁部とを鉛直面内で揃えるように配置したり、また第８
図のように、アングル状部材１０ａ　、　１０ｂの内側
＠縁部と電磁石継鉄３１の上端面の内側端縁部とを鉛直
面内で揃えるように配置するようにすれば、前述した例
よりも大きな案内力を得ることができる。

なお、以上の実施例では、磁気支持ユニットに対して搬
送容器部が上方にある場合について述べたが、磁気上記
ユニットに対して搬送容器部が下方にある場合について
も、本発明の趣旨は十分に生かされる。

【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平面
図、第２図は同装置の一部切欠した斜視図、第３図は同
装置の第１図におけるＡ−Ａ断面矢視図、第４図は同装
置の第１図におけるＢ−Ｂ断面矢視図、第５図は従来の
浮上式搬送装置の問題点を説明するための模式的な正面
図、第６図は上記実施例の効果を説明するための模式的
な正面図、第７図および第８図は本発明の他の実施例に
係る浮上式搬送装置の効果を説明するための模式的な正
面図である。１　・−・ガイドレール１．？−・・・搬送車、４・・
・固定部、ｉ・・・リニア誘導電動機、６・・・固定子
、１０ａ　、　１０ｂ・・・アングル状部材、１２・・
・基台、１３・・・支持板、１６・・・容器、１７・・
・二次導体、２１　・１ｉｌｉ気支持ユニツト、２２・
・・ギャップセンサ、２４・・・制御装置、２５・・・
電源、３１゜３２・・・継鉄、３３．３４・・・励磁コ
イル、３５．３６・・・電磁石、３７・・・永久磁石、
４１・・・車輪群、４２〜４４・・・補助車輪、４５〜
４７・・・取付は部材、Ｐ・・・空隙。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図（ａ）第（ａ）第 −第　　７　図６図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも下面部分が強磁性体で形成され固定部
の一部をなすガイドレールと、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、
並びにこの電磁石、ガイドレールおよび前記空隙からな
る磁気回路中に介在して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、前記磁
気回路の状態に応じて前記磁気支持ユニットの起磁力を
制御して前記磁気回路を安定化させる制御手段とを備え
た浮上式搬送装置において、前記ガイドレールは、前記
下面部分の幅がこれに対向する前記電磁石の対向面の幅
よりも広くなるように形成されていることを特徴とする
浮上式搬送装置。
（２）前記ガイドレールは、前記搬送車の定常浮上状態
における前記電磁石の前記下面部分との対向面の外側の
端縁と、前記ガイドレールの下面部分の外側の端縁とが
同一鉛直面内に配置されるように構成されたものである
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）前記ガイドレールは、前記搬送車の定常浮上状態
における前記電磁石の前記下面部分との対向面の内側の
端縁と、前記ガイドレールの下面部分の内側の端縁とが
同一鉛直面内に配置されるように構成されたものである
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。