JPS6352606A - リニアモ−タカ−の制御方式 - 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】 〔概要〕 リニアモータカーのキャリヤに搭載される物体の重量が
増大するにつれて二次導体が下降してステータとの対向
面積が増大し、推力が大きくなるようにし、搭載物の荷
重に応じた最適の推力が得られるようにする。

〔産業上の利用分野〕

リニアモータカーは、キャリヤに取付けられた二次導体
がステータと対向した状態で、ステータが励磁されるこ
とにより二次導体に推力が作用し、物体が搭載されるキ
ャリヤが移送される。本発明は、リニアモータカーにお
ける推力を、キャリヤに搭載される物体の重量に応じて
制御可能とするものである。

〔従来の技術〕

第６図は、リニアモータカーの概要を示す断面図である
。レール１上に車輪２を介して１ＦＩＨｉｔされたキャ
リヤＣＲに、二次導体３が固設されている。

この二次導体３と対向して、３相巻線４で励磁されるス
テータ５が配置されている。いま３相巻線４に通電し、
ステータ５の長手方向の移動磁界を発生させると、ステ
ータ５を介して二次導体３に誘起されろうず電流との間
で、推力が発生し、二次導体３を介してキャリヤＣＲに
推力が働く。

第７図は従来のリニアモータカーの制御方式を示す図で
あり、前記のようなステータ５を有するステーションＳ
Ｔａ・・・ＳＴｎが設けられたレール１上をキャリヤＣ
Ｒが走行する。末端機器６からの走行要求に従ってシス
テムコントローラ７がりニアモータコントローラ８に走
行指令を発し、リニアモータコントローラ８が直接、走
行に係る各ステーションＳＴａ・・・ＳＴｎのステータ
を制御し、キャリヤＣＲを発進位置く例えばステーショ
ンＳＴａ　）から発進させ、途中のステーションのステ
ータを加減速制御して、これらステーションを通過せし
め、所望の停止位置（例えばステーション５Ｔｎ）で停
止せしめる。すなわちリニアモータコントローラ８が各
ステーション通過時のキャリヤの状態を常時検知し、次
のステーションにキャリヤＣＲが進入した時に所望の速
度となるように各ステータを直接制御している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記のように、発進ステーションでは３相巻線４を発進
に充分な制御を行ない、通過ステーションでは加速制御
を行なう。また停止ステーションに近づくと、減速制御
を行なう。このような制御を行なうために、キャリヤの
推力は、搭載される物体の最大荷重を想定し設計される
。

ところが搭載物体の重量は常時一定であるとは限らず、
キャリヤＣＲに物体が全く搭載されていない場合あるい
は重量が軽い状態では、推力が大き過ぎるという問題が
ある。そのため、停止制御の場合は、制動力が大き過ぎ
てキャリヤが停止ステーションで跳ね返されるという問
題が生じて来る。

このような事態が発生しないように、停止制御の場合は
、停止ステーションの手前のステーションである程度逆
励磁して減速し、減速状態を検知して、次のステーショ
ンにおける停止制御を決定している。そのため、キャリ
ヤＣ１？を徐々に停止させるには、速度検知と制御を繰
り返し行なうことが望ましいが、そうすると停止までの
所要時間が長くなるという問題がある。公用周波数５０
／６０ＨｚでキャリヤＣＲの速度制御を行なう場合、例
えばゼロクロスで励磁の０Ｎ−ＯＦＦを行なう際には、
８．３〜１０ｍ５程度の遅れを生じる。

またキャリ、ヤの速度制御が可能な重量（自重十搭載物
重量）の比すなわち最大重量／最少重量（キャリヤの自
重）の範囲を大きくできない。つまり搭載物の重量の範
囲が制限され、結果的には搭載物重量が大きい場合は、
キャリヤの自重も大きくする必要があり、そうするとり
ニアモータの推力も大きくしなければならない。

本発明の技術的課題は、従来のリニアモータカーの制御
におけるこのような問題を解消し、キャリヤの搭載物重
量に応じて推力を容易に制御可能とすることにある。

ｃ問題点を解決するための手段〕 第１図は本発明によるリニアモータカーの制御方式の基
本原理を説明する断面図である。３は二次導体、５はス
テータであり、二次導体３がステータ５に対し相対的に
上下移動することで、両者の対向面積Ｓが変化可能な構
造となっている。すなわち二次導体３は、キャリヤＣＩ
？に搭載される物体の重量Ｗが大きくなるにつれて下降
し、二次導体３とステータ５との対向面積Ｓが増大する
ように動作する。

〔作用〕

第１図においては、キャリヤＣＲ中の受は板９が、圧縮
コイルバネ１０を介して、キャリヤ底部１１に支持され
ており、受は板９上に搭載物が載置されることで、その
重量により二次導体３が下降する。そのため、受は板９
上に搭載物を載せると、その重量が大きいほど、二次導
体３の下降量が増大し、ステータ５との対向面積Ｓが増
大する。

第２図に示すように、リニアモータカーにおいては、二
次導体とステータとの対向面積Ｓが増大するほど、推力
Ｆが増大することが知られている。

これは二次導体に誘起されるうず電流の発生面積が増大
することに起因する。

第１図において搭載物の荷重が小さい場合は、圧縮コイ
ルバネ１０のバネ力で受は板９が上昇し、二次導体３と
ステータ５との対向面積が減少するので、第２図の特性
図に従って推力Ｆが減少する。

停止時の制動力も、搭載物の重量が大きいほど大きく、
また搭載物の重量が小さい場合は、制動力が小さくなる
ので、従来のように停止時に跳ね返りが生じることはな
い。

〔実施例〕

次に本発明によるリニアモータカーの制御方式が実際上
どのように具体化されるかを実施例で説明する。第３図
は本発明によるリニアモータカーの制御方式の第１実施
例を示す断面図である。この実施例の場合は、車輪２で
レール１上を走行するキャリヤ本体ＣＲ１上に、圧縮コ
イルバネ１０・・・を介してキャリヤボックスＣＲ２が
載置されている。

このキャリヤボックスＣＩ？２の底部に二次導体３が取
付けられている。キャリヤボックスＣＲ２のバネ受は部
１２の上に、キャリヤ本体ＣＩ？１のストッパーエ３が
位置しており、キャリヤボックスＣＲ２中に搭載物が入
っていない場合あるいは搭載物が軽い場合は、バネ受は
部１２がストッパー１３に当接し、二次導体３とステー
タ５との対向面積Ｓが最小の状態となる。すなわち推力
も最小となる。またキャリヤボックスＣＲ２中に搭載物
を入れた場合、その重量が増大するほど、圧縮コイルバ
ネ１２が圧縮されて、二次導体３が下降するため、二次
導体３とステータ５との対向面積Ｓが増大する。その結
果、搭載物の重量が増えるほど推力が大きく、また制動
力も大きくなる。

第４図、第５図は本発明の第２の実施例であり、キャリ
ヤへの搭載物重量に対して非線形に二次導体３の対向面
積を変化可能な装置である。キャリヤ本体Ｃｌ？１には
、アクチュエータ１５を介して支持枠１６が搭載されて
いる。支持枠１６とキャリヤボックスＣＲ２との間には
、圧力センサ１７が挟まれており、キャリヤボックスＣ
Ｒ２とその中の搭載物の重量を検出し、キャリヤボック
スＣＲ２に取付けられたアクチュエータ制御部１８に入
力される。

いまキャリヤボックスＣＲ２に搭載物が積載されると、
その重量が圧力センサ１７で検出され、その検出信号に
よって、アクチュエータ制御部１８によって、アクチュ
エータ１５が制御され、アクチュエータ１５によって、
支持枠１６が上下動し、二次導体３とステータ５との対
向面積Ｓが等価的に変化する。

この対向面積制御は、第５図のような制御回路で行なわ
れる。この図において、１７は圧力センサ、アクチュエ
ータ制御部１８中で、１８ａは推力一対向面積補正演算
部、１８ｂは二次導体対向面積変化用のアクチュエータ
制御部、１５はアクチュエータ、１９は各部に電源供給
する電源部（バッテリー）である。圧力センサ１７でキ
ャリヤ搭載物の重量が電気信号Ｓ１に変換されて、推力
一対向面積補正演算部１８ａに入力される。この入力信
号Ｓ１に基づいて、推力一対向面積補正演算部１８ａで
は、第２図の推力一対向面積特性に応じて最適な二次導
体対向面積となるような制御信号Ｓ２に変換して、アク
チュエータ制御部１８ｂに出力する。アクチュエータ制
御部１８ｂでは、入力信号Ｓ２に応じた駆動信号Ｓ３に
変換し、アクチュエータ１５に入力することで、アクチ
ュエータ１５が作動する。

非線形の推力一対向面積特性に応じて対向面積を変化さ
せる手法は、他にもいろいろ考えられる。

比較的粗い近似でよい場合は、第１図、第３図等のよう
なスプリングを使用する例でも、各々バネ定数が異なる
スプリングを複数使用することで、近似させることが可
能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、キャリヤに搭載される物
体の重量に応じてリニアモータカーの推力が変化し、重
量が大きいほど推力が増大するので、加速推力および制
動力が、搭載物の重量に比例して増大し、加速、制動な
どの制御が効率的に行なわれる。その結果、キャリヤの
速度制御可能な重量（キャリヤ自重＋搭載物重量）の比
、すなわち最大重量／最小重量（キャリヤ自重）の範囲
を大きくすることができ、搭載物重量のマージンが拡大
する。キャリヤの停止動作を最短時間で行なうことがで
き、また対向面積制御手段として圧縮コイルバネなどを
使用する場合は、推力の制御手段が極めて簡易となる。

ステータ負荷の最適化により、ステータ消費電力、発熱
等が低減され、リニアモータカーのランニングコストが
節減される。

対向面積制御をスプリングで行なう場合は、発進、停止
時の衝撃がスプリングで吸収され、搭載物が保護される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるリニアモータカーの制御方式の基
本原理を説明する断面図、第２図は推力一対向面積特性
を示す図、第３図は本発明の第１実施例を示す断面図、
第４図は本発明の第２実施例を示す断面図、第５図は同
実施例装置の制御回路を示す図、第６図は従来のリニア
モータカーの断面図、第７図は従来のリニアモータカー
制御システムを示す図である。 図において、３は二次導体、５はステータ、Ｓは対向面
積、ＣＲはキャリヤ、１０は圧縮コイルバネ、ＣＲＩと
キャリヤ本体、ＣＲ２はキャリヤボックス、１５はアク
チュエータ、１６は支持枠、１７は圧力センサ、１８は
アクチュエータ制御部をそれぞれ示す。 特許出願人　　　　　富士通株式会社 復代理人　弁理士　　福　島　康　文 ヰ４ざ明の格中場り呈 第１図 ５（０７ｆ） 櫂カー封向−弱性 第２図 第１大施今ｊ 第３図 漆２我ｐ、ｎｊ 第４　図 坐２波壜５伜Ｊ者置の情ｊ往回ｔ４ 模９にのリニアモーダカー 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 リニアモータカーのキャリヤ（ＣＲ）側に配設された二
   次導体（３）とステータ（５）とが対向した状態で、ス
   テータ（５）と二次導体（３）との間に推力が作用し、
   キャリヤ（ＣＲ）が移動するリニアモータカーにおいて
   、 二次導体（３）がステータ（５）に対し相対的に移動し
   、両者の対向面積（Ｓ）が変化可能な構造とすると共に
   、 キャリヤ（ＣＲ）に搭載される物体の重量が大きくなる
   につれて、二次導体（３）とステータ（５）との対向面
   積（Ｓ）が増大するように制御することを特徴とするリ
   ニアモータカーの制御方式。