WO2018012125A1 - 搬送装置 - Google Patents

搬送装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018012125A1
WO2018012125A1 PCT/JP2017/019631 JP2017019631W WO2018012125A1 WO 2018012125 A1 WO2018012125 A1 WO 2018012125A1 JP 2017019631 W JP2017019631 W JP 2017019631W WO 2018012125 A1 WO2018012125 A1 WO 2018012125A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rod
torque
shaped member
opposing
monitoring unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/019631
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
陽一 大川
Original Assignee
アズビル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アズビル株式会社 filed Critical アズビル株式会社
Priority to EP17827258.9A priority Critical patent/EP3486605B1/en
Priority to CN201780042767.2A priority patent/CN109477713B/zh
Priority to US16/316,547 priority patent/US10746616B2/en
Publication of WO2018012125A1 publication Critical patent/WO2018012125A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1492Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving electric couplings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general

Definitions

  • the present invention relates to a conveyance technique.
  • Patent Document 1 discloses an apparatus that detects a change in magnetic flux due to step-out by installing a magnetic sensor on a nut.
  • An object of the present invention is to provide a transport device that can predict or detect a step-out without detecting a change in magnetic flux by a magnetic sensor.
  • a temperature management furnace having a space in which articles are arranged and temperature is controlled, (b) a rod-shaped member including a magnetic body, and (c) a part of a side surface of the rod-shaped member And (d) a driving device that rotates the rod-shaped member or the opposed member around the central axis of the rod-shaped member to change the relative position of the rod-shaped member and the opposed member;
  • a temperature management device that includes a step-out monitoring unit that predicts or detects step-out between a rod-shaped member and a counter member based on fluctuations in torque of the driving device.
  • the above-described temperature management device may further include a control unit that controls the drive device when step-out is predicted or detected.
  • the step-out monitoring unit may detect a torque variation based on a variation in the driving current of the driving device.
  • the step-out monitoring unit may differentiate the measured value representing the torque.
  • the step-out monitoring unit may integrate the measurement value representing the torque.
  • the driving device rotates the rod-shaped member around the central axis of the rod-shaped member
  • the step-out monitoring unit applies the external force applied to the facing member from the driving device via the rod-shaped member and the facing member.
  • the load applied to the facing member may be calculated based on the difference between the force required to move the facing member when no load is applied, and the step-out may be predicted or detected based on the calculated load. .
  • the external force applied from the drive device to the opposing member via the rod-shaped member may be calculated based on the torque of the drive device.
  • the force required to move the facing member when no load is applied to the facing member may be calculated based on the position of the facing member.
  • the step-out monitoring unit predicts or detects step-out by comparing the load with the maximum value of the thrust generated by the magnetic coupling between the rod-shaped member and the opposing member. Also good.
  • the above-described temperature management device may further include a storage device that stores the relationship between the position of the opposing member and the maximum value of the thrust.
  • the step-out monitoring unit may compare the difference between the reference value representing the torque of the driving device and the measured value representing the torque of the driving device with a predetermined threshold.
  • the difference between the reference value representing the torque of the driving device and the measured value representing the torque of the driving device may be an average value.
  • the step-out monitoring unit determines the number of times the step-out has occurred as the number of times that the difference between the reference value representing the torque of the drive device and the measured value representing the torque of the drive device is greater than a predetermined threshold May be considered.
  • the temperature management device may further include a contact member that moves in the temperature management furnace in association with a change in the relative position of the rod-shaped member and the opposing member, and moves the article in contact with the article.
  • the drive device may be arranged outside the space where the temperature management is performed.
  • the facing member when the driving device rotates the rod-shaped member, the facing member may move along the central axis of the rod-shaped member, and the contact member fixed to the facing member may move.
  • the rod-shaped member, the opposing member, and the contact member may be disposed inside a space where temperature management is performed.
  • the temperature management device may further include a mandrel that penetrates the side wall of the temperature management furnace and connects the rod-shaped member and the driving device.
  • the temperature management device may further include a sealing member provided in a hole in the side wall of the temperature management furnace through which the mandrel passes.
  • the rod-shaped member when the driving device rotates the opposing member, the rod-shaped member may move in the central axis direction, and the contact member fixed to the rod-shaped member may move.
  • the contact member may be disposed inside the space where temperature management is performed, and the opposing member may be disposed outside the space where temperature management is performed.
  • the rod-shaped member may penetrate the side wall of the temperature control furnace.
  • the temperature management device may further include a sealing member provided in a hole in the side wall of the temperature management furnace through which the rod-shaped member passes.
  • the temperature management furnace may be a freeze-drying furnace.
  • the article may contain a pharmaceutical product.
  • a rod-shaped member including a magnetic body
  • a counter member including a magnetic body facing a part of a side surface of the rod-shaped member
  • a center of the rod-shaped member A driving device that rotates the rod-like member or the opposing member around the shaft to change the relative position of the rod-like member and the opposing member; and (d) a step-out between the rod-like member and the opposing member based on torque fluctuations of the driving device.
  • a step-out monitoring unit that predicts or detects this.
  • the transport device may further include a control unit that controls the drive device when step-out is predicted or detected.
  • the step-out monitoring unit may detect the torque fluctuation based on the fluctuation of the driving current of the driving apparatus.
  • the step-out monitoring unit may differentiate the measured value representing the torque.
  • the step-out monitoring unit may integrate the measurement value representing the torque.
  • the opposing member when the driving device rotates the rod-shaped member, the opposing member may move along the central axis of the rod-shaped member.
  • the driving device rotates the counter member, the rod-shaped member may move in the central axis direction.
  • the driving device rotates the rod-shaped member around the central axis of the rod-shaped member
  • the step-out monitoring unit applies an external force applied to the facing member from the driving device via the rod-shaped member and a load on the facing member.
  • the load applied to the opposing member may be calculated based on the difference between the force required to move the opposing member when the counter member is not applied, and the step-out may be predicted or detected based on the calculated load.
  • the external force applied from the driving device to the opposing member via the rod-shaped member may be calculated based on the torque of the driving device.
  • the force required to move the opposing member when the opposing member is not loaded may be calculated based on the position of the opposing member.
  • step-out monitoring unit predicts or detects the step-out by comparing the load with the maximum value of the thrust generated by the magnetic coupling between the rod-shaped member and the opposing member. Good.
  • the above-described transport device may further include a storage device that stores the relationship between the position of the opposing member and the maximum value of the thrust.
  • the step-out monitoring unit may compare a difference between a reference value representing the torque of the driving device and a measured value representing the torque of the driving device with a predetermined threshold value.
  • the difference between the reference value representing the torque of the driving device and the measured value representing the torque of the driving device may be an average value.
  • the step-out monitoring unit regards the number of times the step-out has occurred as the number of times that the difference between the reference value representing the torque of the driving device and the measured value representing the torque of the driving device exceeds a predetermined threshold. May be.
  • a transport device that can predict or detect a step-out without detecting a change in magnetic flux by a magnetic sensor.
  • the temperature management device includes a temperature management furnace 1 having a space in which an article 5 is disposed and temperature management is performed, rod-like members 2A and 2B including a magnetic body, and rod-like members.
  • a temperature management furnace 1 having a space in which an article 5 is disposed and temperature management is performed
  • rod-like members 2A and 2B including a magnetic body and rod-like members.
  • Each of the side surfaces of the members 2A and 2B is opposed to each other, the opposing members 3A and 3B including a magnetic body, and the rod-like member 2A are rotated around the central axis to change the relative positions of the rod-like member 2A and the opposing member 3A.
  • a step-out monitoring unit 301 that predicts or detects the step-out of each of the members 2A and 2B and the facing members 3A and 3B.
  • the step-out monitoring unit 301 is included in, for example, a central processing unit (CPU) 300.
  • the temperature control furnace 1 is, for example, a freeze-drying furnace.
  • a shelf board 7 is disposed, and an article 5 including an object to be freeze-dried is disposed on the shelf board 7.
  • the article 5 is, for example, a vial into which a medicine is injected.
  • the cylindrical rod-shaped member 2A is held in the temperature control furnace 1 by bearings 12A and 13A.
  • the rod-shaped member 2A is a magnetic screw including a hard magnetic body, and an S pole magnetized band and an N pole magnetized band are alternately provided in a spiral shape on the outer peripheral surface.
  • the rod-shaped member 2A may be inserted into a non-magnetic thin pipe 20A.
  • the pipe 20A is made of stainless steel, for example.
  • the rod-shaped member 2A and the pipe 20A are integrated, and when the rod-shaped member 2A rotates, the pipe 20A also rotates around the central axis of the rod-shaped member 2A.
  • the opposing member 3A held in the temperature control furnace 1 is a magnetic nut containing a hard magnetic body, and has an inner peripheral hole larger than the outer periphery of the rod-shaped member 2A.
  • the rod-like member 2A passes through the hole of the nut-like opposing member 3A.
  • S-pole magnetic bands and N-pole magnetic bands are alternately provided in a spiral shape.
  • the pitch of the magnetized bands of the opposing member 3A is substantially the same as the pitch of the magnetized bands of the rod-shaped member 2A.
  • Guide rings 31 and 32 such as bushes may be provided on the inner peripheral surface of the facing member 3A.
  • each of the guide rings 31 and 32 is smaller than the inner circumference of the facing member 3A and contacts the outer circumferential surface of the pipe 20A. Thereby, a fixed space
  • the guide rings 31 and 32 are made of a material having a small friction coefficient such as a fluororesin.
  • the columnar rod-shaped member 2B is held in parallel with the rod-shaped member 2A in the temperature control furnace 1 by bearings 12B and 13B.
  • the configuration of the rod-shaped member 2B is the same as that of the rod-shaped member 2A.
  • the configuration of the facing member 3B held in the temperature management furnace 1 is the same as that of the facing member 3A.
  • the temperature management device moves in the temperature management furnace 1 in association with a change in the relative positions of the rod-like members 2A and 2B and the opposing members 3A and 3B, and contacts the article 5 to move the article 5.
  • the contact member 6 held in the temperature control furnace 1 is a plate-like member, and is fixed between the facing member 3A and the facing member 3B so as to be substantially perpendicular to the surface of the shelf board 7. Yes.
  • the driving devices 4A and 4B include a rotary motor and are arranged outside the space where the temperature management of the temperature management furnace 1 is performed.
  • the driving devices 4A and 4B may be arranged outside the casing of the temperature management furnace 1, or may be arranged inside the casing of the temperature management furnace 1 and outside the space where temperature management is performed. .
  • the driving devices 4A and 4B may be covered with a shield or the like that prevents diffusion of dust or the like that may be generated.
  • the drive device 4A and the rod-like member 2A are connected to each other via a mandrel 11A penetrating the side wall of the temperature control furnace 1, for example.
  • the arrangement of the drive device 4A is fixed, and the rod-like member 2A connected to the drive device 4A cannot move in the central axis direction. Further, the drive device 4B and the rod-like member 2B are connected via a mandrel 11B penetrating the side wall of the temperature control furnace 1, for example.
  • the arrangement of the driving device 4B is fixed, and the rod-like member 2B connected to the driving device 4B cannot move in the central axis direction.
  • a sealing member such as an oil seal is provided in a hole in the side wall of the temperature control furnace 1 through which the mandrels 11A and 11B penetrate.
  • the driving devices 4A and 4B rotate the rod-like members 2A and 2B in synchronization.
  • a magnetic force acts between the magnetization band of the rod-shaped member 2A and the magnetization band of the opposing member 3A.
  • 3 A of opposing members are being fixed to the contact member 6 and the opposing member 3B, and cannot rotate. Therefore, when the rod-shaped member 2A is rotated, the facing member 3A moves along the central axis of the rod-shaped member 2A.
  • the torque of the driving device 4A decreases and the driving current of the driving device 4A decreases as shown in FIG.
  • the torque of the driving device 4B decreases and the driving current of the driving device 4B decreases. Since the drive current correlates with the torque, the measured value of the drive current can be used as a measured value representing the torque.
  • the step-out monitoring unit 301 detects a change in torque based on a change in drive current on each time axis of the drive devices 4A and 4B. Note that the step-out monitoring unit 301 may monitor each driving current of each of the driving devices 4A and 4B by monitoring each driving voltage of the driving devices 4A and 4B.
  • the step-out monitoring unit 301 predicts that the opposing member 3A may step out with respect to the rod-shaped member 2A, for example, when the driving current of the driving device 4A becomes equal to or less than the first current threshold value. Further, the step-out monitoring unit 301 determines that the facing member 3A has stepped out of the rod-shaped member 2A when the driving current of the driving device 4A is equal to or smaller than the second current threshold value that is smaller than the first current threshold value. to decide. Similarly, the step-out monitoring unit 301 predicts that the opposing member 3B may step out with respect to the rod-shaped member 2B when the drive current of the drive device 4B becomes equal to or less than the first current threshold. Further, the step-out monitoring unit 301 determines that the facing member 3B has stepped out of the rod-shaped member 2B when the driving current of the driving device 4B becomes equal to or less than the second current threshold value.
  • the step-out monitoring unit 301 may calculate the torque from the drive currents of the drive devices 4A and 4B. In this case, the step-out monitoring unit 301 predicts that the opposing member 3A may step out with respect to the rod-shaped member 2A when the torque of the drive device 4A becomes equal to or less than the first torque threshold. Further, the step-out monitoring unit 301 determines that the facing member 3A has stepped out of the rod-shaped member 2A when the torque of the drive device 4A is equal to or less than the second torque threshold value that is smaller than the first torque threshold value. To do.
  • the step-out monitoring unit 301 predicts that the opposing member 3B may step out with respect to the rod-like member 2B when the torque of the drive device 4B becomes equal to or less than the first torque threshold. Further, the step-out monitoring unit 301 determines that the facing member 3B has stepped out of the rod-shaped member 2B when the torque of the drive device 4B becomes equal to or less than the second torque threshold.
  • the step-out monitoring unit 301 calculates a torque differential value by differentiating the measured value representing the torque of the drive devices 4A and 4B with time, and predicts or detects step-out from the waveform of the torque differential value on the time axis. May be.
  • the torque of the driving devices 4A and 4B rapidly decreases and then returns to the original torque. Therefore, as shown in FIG. 4, the torque differential value when no step-out occurs is substantially constant with respect to the time axis, but when the step-out occurs, the torque differential value is relative to the time axis. After showing a negatively decreasing peak, a positively increasing peak is shown.
  • the step-out monitoring unit 301 shown in FIG. 1 has a torque differential value of the drive device 4A that is equal to or lower than the first negative differential threshold value and continues to be equal to or higher than the first positive differential threshold value within a predetermined time range. In this case, it is predicted that the facing member 3A may step out of the rod-shaped member 2A. Further, the step-out monitoring unit 301 causes the torque differential value of the drive device 4A to be equal to or smaller than the second negative differential threshold value that is smaller than the first negative differential threshold value, and is continuously larger than the first positive differential threshold value. When it becomes more than the second positive differential threshold, it is determined that the facing member 3A has stepped out of the rod-shaped member 2A.
  • the step-out monitoring unit 301 has a case where the torque differential value of the drive device 4B is equal to or lower than the first negative differential threshold value and continues to be equal to or higher than the first positive differential threshold value within a predetermined time range.
  • the counter member 3B is predicted to be out of step with respect to the rod-like member 2B. Further, the step-out monitoring unit 301 is opposed to the rod-shaped member 2B when the torque differential value of the drive device 4B is equal to or lower than the second negative differential threshold value and subsequently equal to or higher than the second positive differential threshold value. It is determined that the member 3B has stepped out.
  • the step-out monitoring unit 301 calculates the torque integral value by integrating the measured values representing the torque of the driving devices 4A and 4B with time, and predicts or detects the step-out from the waveform of the torque integral value on the time axis. May be.
  • the torque integral value is substantially constant with respect to the time axis.
  • the torque integral value shows a positively increasing peak with respect to the time axis.
  • the step-out monitoring unit 301 predicts that the opposing member 3A may step out with respect to the rod-shaped member 2A when the torque integral value of the drive device 4A is equal to or greater than the first integration threshold. Further, when the torque integration value of the driving device 4A is equal to or greater than a second integration threshold value that is larger than the first integration threshold value, the step-out monitoring unit 301 has stepped out the opposing member 3A with respect to the rod-shaped member 2A. Judge.
  • the step-out monitoring unit 301 predicts that the opposing member 3B may step out with respect to the rod-shaped member 2B when the torque integral value of the drive device 4B is equal to or greater than the first integral threshold. . Further, the step-out monitoring unit 301 determines that the facing member 3B has stepped out of the rod-shaped member 2B when the torque integrated value of the driving device 4B is equal to or greater than the second integration threshold.
  • the step-out monitoring unit 301 does not need to determine the step-out immediately after the rotation of the driving devices 4A and 4B is started and immediately before the stop.
  • the CPU 300 further includes a control unit 302 that controls each of the driving devices 4A and 4B. For example, when a step out is predicted or detected by the step out monitoring unit 301, the control unit 302 stops the driving devices 4A and 4B.
  • a storage device 401 is connected to the CPU 300.
  • the storage device 401 includes first and second current thresholds, first and second torque thresholds, first and second positive differential thresholds, first and second negative differential thresholds, or first and second Save the integral threshold of 2.
  • the step-out monitoring unit 301 reads the first and second threshold values from the storage device 401.
  • the first and second threshold values are set in advance to predetermined values. Further, the first and second threshold values may be calculated by simulation or the like.
  • the driving devices 4A and 4B are arranged outside the space where the temperature management furnace 1 is controlled, even if dust is generated in the driving devices 4A and 4B, the temperature management furnace 1 can be temperature managed. Dust is less likely to enter the space where it is made. Further, if the driving device is disposed inside the temperature management furnace, the generated heat generating device may cause uneven temperature distribution inside the temperature management furnace such as a freeze-drying furnace. In this case, unevenness may occur in the quality of a plurality of articles arranged inside the temperature management furnace. On the other hand, in the temperature management device according to the first embodiment, the driving devices 4A and 4B are arranged outside the space where the temperature management of the temperature management furnace 1 is performed. Is unlikely to occur.
  • the temperature management device when the contact member 6 is moved, the rod-like members 2A and 2B do not come out of the temperature management furnace 1. Therefore, the rod-shaped members 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B do not draw foreign matter into the temperature management furnace 1 from the outside of the temperature management furnace 1. Therefore, the temperature management device according to the first embodiment can keep the inside of the temperature management furnace 1 clean and suppress temperature unevenness inside the temperature management furnace 1.
  • the temperature management device it is possible to predict or detect the step-out of each of the rod-like members 2A, 2B and the opposing members 3A, 3B. Therefore, it is possible to prevent the article 5 from being accurately arranged due to step-out or to prevent a failure of the apparatus. Further, in the temperature management device according to the first embodiment, it is possible to detect torque without arranging sensors on the rod-like members 2A, 2B and the opposing members 3A, 3B. Therefore, the rod-like members 2A, 2B, 2B, and 2B, and the opposing members 3A, 3B are usually arranged in an environment where a temperature change that cannot be tolerated by the sensor occurs, It is possible to arrange the opposing members 3A and 3B.
  • the rod-shaped member 2A and the opposing member 3A are not limited to the example shown in FIG.
  • the rod-shaped member 2A may be a soft magnetic body provided with a screw thread.
  • the configuration of the facing member 3A is the same as that in FIG.
  • the thread pitch of the rod-shaped member 2A shown in FIG. 5 is substantially the same as the pitch of the magnetized bands of the opposing member 3A.
  • the rod-shaped member 2A provided with the screw thread may be inserted into a thin pipe 20A made of a non-magnetic material. Thereby, it becomes possible to prevent foreign matter from adhering to the thread groove of the rod-shaped member 2A.
  • a magnetic force acts between the thread of the rod-shaped member 2A and the magnetized band of the counter member 3A, and the counter member 3A moves.
  • the facing member 3A may be a soft magnetic material provided with a thread.
  • the surface of the hole provided with the thread of the opposing member 3A may be covered with a thin pipe 30A made of a non-magnetic material.
  • the configuration of the rod-like member 2A is the same as that shown in FIG.
  • the pitch of the threads of the facing member 3A shown in FIG. 6 is substantially the same as the pitch of the magnetized bands of the rod-like member 2A.
  • the rod-like member 2B and the opposing member 3B shown in FIG. 1 may also have a configuration as shown in FIG.
  • the temperature management device includes a temperature management furnace 1 that stores an article 5, rod-shaped members 102 ⁇ / b> A and 102 ⁇ / b> B including a magnetic body, and part of side surfaces of the rod-shaped members 102 ⁇ / b> A and 102 ⁇ / b> B.
  • a driving member 104A that rotates the counter member 103A around the central axis of the rod-shaped member 102A and changes the relative position of the rod-shaped member 102A and the counter member 103A.
  • the drive device 104B Based on the torque variation of each of the drive devices 104A and 104B, the drive device 104B that rotates the opposing member 103B around the central axis of the rod-like member 102B and changes the relative position of the rod-like member 102B and the opposing member 103B.
  • a step-out monitoring unit 301 that predicts or detects the step-out of each of 102A and 102B and the opposing members 103A and 103B. Obtain.
  • the driving device 104A disposed outside the space where the temperature management of the temperature management furnace 1 is performed is configured so that the opposing member 103A disposed outside the space where the temperature management of the temperature management furnace 1 is performed via the belt 134A or the like. Rotate.
  • the arrangement of the driving device 104A is fixed, and the facing member 103A cannot move in the central axis direction of the rod-like member 102A.
  • the drive device 104B arranged outside the space where the temperature management of the temperature management furnace 1 is performed is arranged so that the opposing member 103B arranged outside the space where the temperature management of the temperature management furnace 1 is done via the belt 134B or the like. Rotate.
  • the arrangement of the driving device 104B is fixed, and the opposing member 103B cannot move in the central axis direction of the rod-like member 102B.
  • the driving devices 104A and 104B and the belts 134A and 134B may be covered with a shield or the like that prevents diffusion of dust that may be generated.
  • the rod-shaped members 102A and 102B are held so as to be movable in the respective central axis directions.
  • a contact member 106 is fixed to the ends of the rod-like members 102A and 102B.
  • the rod-like members 102 ⁇ / b> A and 102 ⁇ / b> B protrude through the side wall of the temperature management furnace 1 to the outside of the temperature management furnace 1.
  • a sealing member such as an oil seal is provided in a hole in the side wall of the temperature control furnace 1 through which the rod-like members 102A and 102B penetrate.
  • the portions of the rod-like members 102A and 102B protruding outside the temperature control furnace 1 pass through the holes of the nut-like opposing members 103A and 103B. Since the rod-like members 102 ⁇ / b> A and 102 ⁇ / b> B are fixed to the contact member 106, they cannot rotate around their respective central axes.
  • the driving devices 104A and 104B rotate the opposing members 103A and 103B in synchronization.
  • the driving device 104A rotates the facing member 103A
  • the rod-like member 102A moves along the central axis by the magnetic force.
  • the driving device 104B rotates the opposing member 103B
  • the bar-like member 102B moves along the central axis by the magnetic force.
  • the contact member 106 fixed between the rod-shaped members 102A and 102B also moves on the shelf board 7 along the central axis of the rod-shaped members 102A and 102B.
  • the article 5 arranged on the shelf board 7 is pushed by the contact member 6 and moves on the shelf board 7.
  • the step-out monitoring unit 301 predicts or monitors step-out as in the first embodiment.
  • the control unit 302 stops the driving devices 104A and 104B.
  • the temperature management device according to the second embodiment since the rod-like members 102A and 102B do not rotate, it is not necessary to arrange a bearing or the like in the temperature management furnace 1. Therefore, the temperature management device according to the second embodiment can keep the inside of the temperature management furnace 1 clean and suppress temperature unevenness inside the temperature management furnace 1.
  • the temperature management device it is possible to predict or detect the step-out of each of the rod-like members 102A and 102B and the opposing members 103A and 103B. Therefore, it is possible to prevent the article 5 from being accurately arranged due to step-out or to prevent a failure of the apparatus.
  • the temperature management device has the same configuration as the temperature management device according to the first embodiment shown in FIG.
  • the load F r (N) applied to each of the facing members 3A and 3B exceeds the maximum value of thrust that can be generated by magnetic coupling (maximum thrust that can be generated) F max (N)
  • step-out occurs.
  • the facing member 3A, and under load F 1 in the respective 3B if the load F 1 is always generated can less than the maximum thrust F max, step-out does not occur.
  • the opposing member 3A is under load and F 2 to the respective 3B, the load F 2 is greater than the maximum possible thrust F max, step-out occurs.
  • the step-out monitoring unit 301 similarly monitors the combination of the opposing member 3B and the rod-like member 2B, and stops the drive device 4B before the load F r exceeds the maximum possible thrust F max . Thereby, step-out can be prevented in advance.
  • the combination of the opposing member 3A and the rod-like member 2A will be described, but the combination of the opposing member 3B and the rod-like member 2B is the same.
  • the maximum possible thrust F max can be obtained in advance by experiment and / or analysis.
  • FIG. 9A six pairs of the S and N pole magnetic bands of the facing member 3A are magnetically coupled to the threads of the rod-shaped member 2A made of a soft magnetic material.
  • FIG. 9B since the coupler 22A is provided at the joint of the rod-like member 2A, the four pairs of the S-pole and N-pole magnetized bands of the opposing member 3A are soft magnetic. It is magnetically coupled to the thread of the rod-shaped member 2A made of a body. Accordingly, the maximum possible thrust F max in the state shown in FIG. 9B is smaller than the maximum possible thrust F max in the state shown in FIG.
  • the thrust f (N) per pair of the S-pole and N-pole magnetization bands of the opposing member 3A is obtained by experiment and / or analysis, and S is coupled to the thread of the rod-like member 2A.
  • the maximum thrust F max that can be generated is given by the following (1). Note that k is other than 1.
  • F max kRf (1)
  • the storage device 401 illustrated in FIG. 1 stores the relationship between the position of the facing member 3A with respect to the rod-shaped member 2A and the maximum possible thrust F max that is acquired in advance.
  • a system including a driving device 4A that is a motor, a rod-shaped member 2A that is a rotating shaft, and an opposing member 3A that is a driven body can be modeled into a two-inertia dynamic model as shown in FIG.
  • the equation of motion of the dynamic model is given by the following equation (2).
  • the system can be modeled into a two-inertia dynamic model will be described, but it may be modeled into a three-inertia dynamic model or a four-inertia dynamic model.
  • ⁇ M rotation angle (rad) of drive device 4A (rod-like member 2A)
  • x n displacement (m) of the facing member 3A
  • J M Moment of inertia (kg ⁇ m 2 ) of drive device 4A (rod-like member 2A)
  • M n mass of opposing member 3A (kg)
  • D M Coefficient of viscous friction (N ⁇ m ⁇ s / rad) of drive device 4A (rod-like member 2A)
  • C n Coefficient of viscous friction (N ⁇ s / m) of the guide 33A for guiding the facing member 3A
  • N Conversion coefficient between rotation and linear motion (m / rad)
  • K n Axial Rigidity (N / m)
  • T M Torque (N ⁇ m) of drive device 4A (rod-like member 2A)
  • T C Torque that is constantly applied such as holding torque (N
  • the above equation (2) can be replaced with a determinant represented by the following equation (8).
  • FIG. A block diagram of the two-inertia dynamic model is shown in FIG.
  • a portion surrounded by the frame 201 corresponds to the above equation (13), and a portion surrounded by the frame 202 corresponds to the above equation (14).
  • x M indicates the position of the rod 2A.
  • the rotation angle theta M of the driving device 4A (rod member 2A) by detecting a rotary encoder or the like, it is possible to detect the position x M of the rod 2A.
  • K n (N ⁇ M ⁇ x n ) represents an elastic force resulting from the positional deviation between the rod-shaped member 2A and the opposing member 3A.
  • the external force F O as shown in the following equation (15) corresponds to the elastic force due to the displacement of the rod 2A and the opposing member 3A.
  • the torque TM of the drive device 4A can be calculated from the drive current (torque command current) value I ref to the drive device 4A.
  • the torque T M of the driving device 4A (bar-like member. 2A)
  • the rotation angle theta M of the driving device 4A (rod member 2A) can be detected by a rotary encoder or the like.
  • the rotation angle ⁇ M can be calculated from the rotation angle command value transmitted to the drive device 4A.
  • the torque T C that is constantly applied, the moment of inertia J M of the driving device 4A (bar-shaped member 2A), the viscous friction coefficient D M of the driving device 4A (bar-shaped member 2A), and the conversion coefficient N of rotation-linear motion are determined in advance. It can be acquired and may be stored in the storage device 401.
  • the step-out monitoring unit 301 shown in FIG. 1 moves the opposing member 3A based on the position xn of the opposing member 3A when the load Fr is not applied to the opposing member 3A. to calculate the required force F P.
  • Force F P required to move only a facing member 3A is given by the following equation (16).
  • the mass M n of the facing member 3A, the viscous friction coefficient C n of the guide 33A, and the axial rigidity K n can be acquired in advance and may be stored in the storage device 401.
  • the position xn of the facing member 3A can be detected by, for example, a linear encoder such as a laser displacement meter.
  • the position x n of the opposing member 3A is calculated by correcting on the basis of the estimated value of the position x n at the position x M of the rod 2A.
  • the initial value of the estimated value of the position x n is arbitrary, and may be assumed to be 0, for example, or may be assumed to be the position x M res of the rod-shaped member 2A.
  • An error e between the actual value of the position xn and the estimated value is given by the following equation (17).
  • the step-out monitoring unit 302 calculates the error e based on, for example, the above equation (18). As apparent from the above equation (13), when the estimated value of the position xn is equal to the actual value, the error e is zero. Next, the step-out monitoring unit 302 corrects the estimated value of the position xn according to, for example, the following equation (19).
  • the step-out monitoring unit 302 calculates the error e again based on the equation (18) using the estimated value of the position xn corrected by the equation (19). Thereafter, the step-out monitoring unit 302 repeats the calculations of the above equations (18) and (19) until the absolute value of the calculated error e becomes less than a predetermined threshold value.
  • Out-of-step monitoring section 302 an estimate of the position x n when the absolute value of the error e calculated is less than a predetermined threshold value, is used as the position x n of the opposing member 3A.
  • the portion surrounded by a frame 203 in FIG. 12, serves the function of corrected based on the estimated value of the position x n at the position x M of the rod 2A.
  • the control unit 302 stops the driving device 4A.
  • the step-out monitoring unit 301 illustrated in FIG. 1 uses the torque value of the past drive device 4A as a reference value, compares the current torque value with the reference value, If the difference between the current torque value and the reference value is smaller than a predetermined threshold, no step-out has occurred, and if the difference is larger than the predetermined threshold, it is determined that a step-out has occurred.
  • the difference A (T) between the current torque value T t and the reference value T i may be calculated by the k-nearest neighbor method as shown by the following equation (22). As shown in FIGS. 13 and 14, in the k-nearest neighbor method, k reference values close to the current torque value T t to be determined are selected from the n reference values, and the current torque is calculated. An average value A (T) of the difference between the value T t and the reference value T i is obtained.
  • the step-out monitoring unit 301 shown in FIG. 1 may regard the number of times that the difference has become larger than a predetermined threshold as the number of times that step-out has occurred.
  • the torque reference value may be an average value.
  • the present invention has been described by the embodiments as described above, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques should be apparent to those skilled in the art.
  • the articles conveyed into and out of the temperature management furnace are not limited to containing pharmaceuticals, but may be foods, beverages, precision parts, etc., and any other articles that are temperature controlled.
  • the temperature management furnace of the temperature management apparatus is not limited to a freeze-drying furnace, and may be a fermentation furnace, or may include any furnace in which suppression of uneven temperature distribution inside and suppression of dust generation are desired.
  • the shape of the opposing member is not limited to a nut shape, and may be a concave shape, for example.
  • the rod-shaped member passes through the concave portion of the concave opposing member.
  • S-polarized magnetic bands and N-polarized magnetic bands are alternately provided on the concave side surfaces of the concave opposing member.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Control Of Conveyors (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)
  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)

Abstract

物品5が配置され、温度管理がなされる空間を有する温度管理炉1と、磁性体を含む棒状部材2A、2Bと、棒状部材2A、2Bの側面の一部とそれぞれ対向し、磁性体を含む対向部材3A、3Bと、中心軸の周りに棒状部材2Aを回転させ、棒状部材2Aと対向部材3Aの相対位置を変化させる駆動装置4Aと、中心軸の周りに棒状部材2Bを回転させ、棒状部材2Bと対向部材3Bの相対位置を変化させる駆動装置4Bと、駆動装置4A、4Bのそれぞれのトルクの変動に基づき、棒状部材2A、2Bと対向部材3A、3Bのそれぞれの脱調を予測又は検出する脱調監視部301と、を備える温度管理装置。

Description

搬送装置
 本発明は搬送技術に関する。
 磁気ネジは、磁力による非接触カップリングによって駆動されるため、過負荷がかかると、雄磁気ネジと雌磁気ネジの間で脱調が生じやすい傾向にある。雄磁気ネジが回転駆動される磁気ネジで脱調を生じると、雄磁気ネジの回転指令と、ナットである雌磁気ネジの実際の移動位置との間のカップリングに、ずれが発生し、同期駆動ができなくなる場合がある。この場合、ナットの位置決め不良やオーバーランが生じうる。そのため、磁気ネジを使用する際には、脱調を予測ないしは検出できることが好ましい。特許文献1は、ナットに磁気センサを設置して、脱調による磁束の変化を検出する装置を開示している。
特許第3610209号公報
 本発明は、磁気センサによって磁束の変化を検出することなく、脱調を予測又は検出可能な搬送装置を提供することを目的の一つとする。
 本発明の態様によれば、(a)物品が配置され、温度管理がなされる空間を有する温度管理炉と、(b)磁性体を含む棒状部材と、(c)棒状部材の側面の一部と対向し、磁性体を含む対向部材と、(d)棒状部材の中心軸の周りに棒状部材又は対向部材を回転させ、棒状部材と対向部材の相対位置を変化させる駆動装置と、(e)駆動装置のトルクの変動に基づき、棒状部材と対向部材の間の脱調を予測又は検出する脱調監視部と、を備える、温度管理装置が提供される。
 上記の温度管理装置が、脱調が予測又は検出された場合、駆動装置を制御する制御部をさらに備えていてもよい。
 上記の温度管理装置において、脱調監視部が、駆動装置の駆動電流の変動に基づき、トルクの変動を検出してもよい。
 上記の温度管理装置において、脱調監視部が、トルクを表す計測値を微分してもよい。あるいは、脱調監視部が、トルクを表す計測値を積分してもよい。
 上記の温度管理装置において、駆動装置が棒状部材の中心軸の周りに棒状部材を回転させ、脱調監視部が、駆動装置から棒状部材を介して対向部材に加えられた外力と、対向部材に負荷がかかっていない場合に対向部材を動かすために必要な力と、の差に基づき、対向部材に加わっている負荷を算出し、算出した負荷に基づき、脱調を予測又は検出してもよい。
 上記の温度管理装置において、駆動装置から棒状部材を介して対向部材に加えられた外力が、駆動装置のトルクに基づいて算出されてもよい。
 上記の温度管理装置において、対向部材に負荷がかかっていない場合に対向部材を動かすために必要な力が、対向部材の位置に基づいて算出されてもよい。
 上記の温度管理装置において、脱調監視部が、棒状部材と対向部材の間の磁気カップリングにより発生する推力の最大値と、負荷と、を比較することにより、脱調を予測又は検出してもよい。
 上記の温度管理装置が、対向部材の位置と、推力の最大値と、の関係を保存する記憶装置をさらに備えていてもよい。
 上記の温度管理装置において、脱調監視部が、駆動装置のトルクを表す参照値と駆動装置のトルクを表す計測値の差と、所定の閾値と、を比較してもよい。
 上記の温度管理装置において、駆動装置のトルクを表す参照値と駆動装置のトルクを表す計測値との差が平均値であってもよい。
 上記の温度管理装置において、脱調監視部が、駆動装置のトルクを表す参照値と駆動装置のトルクを表す計測値の差が所定の閾値より大きくなった回数を、脱調が生じた回数とみなしてもよい。
 上記の温度管理装置が、棒状部材と対向部材の相対位置の変化に付随して温度管理炉内を移動し、物品に接触して物品を移動させる接触部材をさらに備えていてもよい。
 上記の温度管理装置において、駆動装置が、温度管理がなされる空間の外部に配置されていてもよい。
 上記の温度管理装置において、駆動装置が棒状部材を回転させると、対向部材が棒状部材の中心軸に沿って移動して、対向部材に固定されている接触部材が移動してもよい。この場合、棒状部材、対向部材、及び接触部材が、温度管理がなされる空間の内部に配置されていてもよい。温度管理装置が、温度管理炉の側壁を貫通し、棒状部材と駆動装置とを接続する心棒をさらに備えていてもよい。また、温度管理装置が、心棒が貫通する温度管理炉の側壁の穴に設けられた密封部材をさらに備えていてもよい。
 上記の温度管理装置において、駆動装置が対向部材を回転させると、棒状部材が中心軸方向に移動して、棒状部材に固定されている接触部材が移動してもよい。この場合、接触部材が温度管理がなされる空間の内部に配置され、対向部材が温度管理がなされる空間の外部に配置されていてもよい。棒状部材が、温度管理炉の側壁を貫通していてもよい。温度管理装置が、棒状部材が貫通する温度管理炉の側壁の穴に設けられた密封部材をさらに備えていてもよい。
 上記の温度管理装置において、温度管理炉が凍結乾燥炉であってもよい。物品が医薬品を含んでいてもよい。
 また、本発明の態様によれば、(a)磁性体を含む棒状部材と、(b)棒状部材の側面の一部と対向し、磁性体を含む対向部材と、(c)棒状部材の中心軸の周りに棒状部材又は対向部材を回転させ、棒状部材と対向部材の相対位置を変化させる駆動装置と、(d)駆動装置のトルクの変動に基づき、棒状部材と対向部材の間の脱調を予測又は検出する脱調監視部と、を備える搬送装置が提供される。
 上記の搬送装置が、脱調が予測又は検出された場合、駆動装置を制御する制御部をさらに備えていてもよい。
 上記の搬送装置において、脱調監視部が、駆動装置の駆動電流の変動に基づき、トルクの変動を検出してもよい。
 上記の搬送装置において、脱調監視部が、トルクを表す計測値を微分してもよい。あるいは、脱調監視部が、トルクを表す計測値を積分してもよい。
 上記の搬送装置において、駆動装置が棒状部材を回転させると、対向部材が棒状部材の中心軸に沿って移動してもよい。あるいは、駆動装置が対向部材を回転させると、棒状部材が中心軸方向に移動してもよい。
 上記の搬送装置において、駆動装置が棒状部材の中心軸の周りに棒状部材を回転させ、脱調監視部が、駆動装置から棒状部材を介して対向部材に加えられた外力と、対向部材に負荷がかかっていない場合に対向部材を動かすために必要な力と、の差に基づき、対向部材に加わっている負荷を算出し、算出した負荷に基づき、脱調を予測又は検出してもよい。
 上記の搬送装置において、駆動装置から棒状部材を介して対向部材に加えられた外力が、駆動装置のトルクに基づいて算出されてもよい。
 上記の搬送装置において、対向部材に負荷がかかっていない場合に対向部材を動かすために必要な力が、対向部材の位置に基づいて算出されてもよい。
 上記の搬送装置において、脱調監視部が、棒状部材と対向部材の間の磁気カップリングにより発生する推力の最大値と、負荷と、を比較することにより、脱調を予測又は検出してもよい。
 上記の搬送装置が、対向部材の位置と、推力の最大値と、の関係を保存する記憶装置をさらに備えていてもよい。
 上記の搬送装置において、脱調監視部が、駆動装置のトルクを表す参照値と駆動装置のトルクを表す計測値の差と、所定の閾値と、を比較してもよい。
 上記の搬送装置において、駆動装置のトルクを表す参照値と駆動装置のトルクを表す計測値の差が平均値であってもよい。
 上記の搬送装置において、脱調監視部が、駆動装置のトルクを表す参照値と駆動装置のトルクを表す計測値の差が所定の閾値より大きくなった回数を、脱調が生じた回数とみなしてもよい。
 本発明によれば、磁気センサによって磁束の変化を検出することなく、脱調を予測又は検出可能な搬送装置を提供可能である。
第1実施形態に係る温度管理装置の模式図である。 第1実施形態に係る棒状部材と対向部材の模式図である。 第1実施形態に係るトルクの時間変化を示すグラフである。 第1実施形態に係るトルクの微分値の時間変化を示すグラフである。 第1実施形態の変形例に係る棒状部材と対向部材の模式図である。 第1実施形態の変形例に係る棒状部材と対向部材の模式図である。 第2実施形態に係る温度管理装置の模式図である。 第3実施形態に係る対向部材にかかる負荷と、推力と、の関係を示すグラフである。 第3実施形態に係る棒状部材と対向部材の模式図である。 第3実施形態に係る駆動装置、棒状部材、及び対向部材を備えるシステムの2慣性系力学モデルである。 第3実施形態に係る2慣性系力学モデルのブロック線図である。 第3実施形態に係る2慣性系力学モデルのブロック線図である。 第4実施形態に係るk近傍法を説明するためのグラフである。 第4実施形態に係るk近傍法を説明するためのグラフである。 第4実施形態に係る現時点のトルクと参照値との差を説明するためのグラフである。 第4実施形態に係る現時点のトルクと参照値との差を説明するためのグラフである。
 以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。ただし、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
 (第1実施形態)
 第1実施形態に係る温度管理装置は、図1に示すように、物品5が配置され、温度管理がなされる空間を有する温度管理炉1と、磁性体を含む棒状部材2A、2Bと、棒状部材2A、2Bの側面の一部とそれぞれ対向し、磁性体を含む対向部材3A、3Bと、中心軸の周りに棒状部材2Aを回転させ、棒状部材2Aと対向部材3Aの相対位置を変化させる駆動装置4Aと、中心軸の周りに棒状部材2Bを回転させ、棒状部材2Bと対向部材3Bの相対位置を変化させる駆動装置4Bと、駆動装置4A、4Bのそれぞれのトルクの変動に基づき、棒状部材2A、2Bと対向部材3A、3Bのそれぞれの脱調を予測又は検出する脱調監視部301と、を備える。脱調監視部301は、例えば、中央演算処理装置(CPU)300に含まれている。
 温度管理炉1は、例えば凍結乾燥炉である。温度管理炉1内には、例えば棚板7が配置され、棚板7上に、凍結乾燥の対象となる物を含む物品5が配置される。物品5は、例えば医薬品が注入されたバイアルなどである。
 円柱状の棒状部材2Aは、温度管理炉1内に軸受12A、13Aによって保持されている。図2に示すように、棒状部材2Aは硬磁性体を含む磁気ネジであり、外周面にS極着磁帯とN極着磁帯とが、交互にらせん状に設けられている。棒状部材2Aは、非磁性体の薄肉パイプ20Aに挿入されていてもよい。パイプ20Aは、例えばステンレス鋼からなる。棒状部材2Aとパイプ20Aは一体化しており、棒状部材2Aが回転すると、パイプ20Aも棒状部材2Aの中心軸の周りを回転する。
 温度管理炉1内に保持されている対向部材3Aは硬磁性体を含む磁気ナットであり、棒状部材2Aの外周より大きい内周の穴が設けられている。棒状部材2Aは、ナット状の対向部材3Aの穴を貫通している。対向部材3Aの穴の内周面には、S極着磁帯とN極着磁帯とが、交互にらせん状に設けられている。対向部材3Aの着磁帯のピッチは、棒状部材2Aの着磁帯のピッチと略同一である。対向部材3Aの内周面には、ブッシュ等のガイドリング31、32が設けられていてもよい。ガイドリング31、32のそれぞれの内周は、対向部材3Aの内周よりも小さく、パイプ20Aの外周面に接触する。これにより、棒状部材2Aの着磁帯と、対向部材3Aの着磁帯と、の間に、一定の間隔が保たれる。ガイドリング31、32は、例えばフッ素樹脂等の摩擦係数の小さい材料からなる。
 図1に示すように、円柱状の棒状部材2Bは、温度管理炉1内に、軸受12B、13Bによって、棒状部材2Aと平行に保持されている。棒状部材2Bの構成は、棒状部材2Aと同様である。また、温度管理炉1内に保持されている対向部材3Bの構成は、対向部材3Aと同様である。
 温度管理装置は、例えば、棒状部材2A、2Bと対向部材3A、3Bの相対位置の変化に付随して温度管理炉1内で移動し、物品5に接触して物品5を移動させる接触部材6をさらに備える。温度管理炉1内に保持されている接触部材6は板状の部材であり、棚板7表面に対して略垂直になるよう、対向部材3Aと、対向部材3Bと、の間に固定されている。
 駆動装置4A、4Bは、回転モータを含み、温度管理炉1の温度管理がなされる空間の外部に配置されている。駆動装置4A、4Bは、温度管理炉1の筐体の外部に配置されていてもよいし、温度管理炉1の筐体の内部かつ温度管理がなされる空間の外部に配置されていてもよい。駆動装置4A、4Bは、発生しうるダスト等の拡散を防止するシールド等によって覆われていてもよい。駆動装置4Aと棒状部材2Aとは、例えば温度管理炉1の側壁を貫通する心棒11Aを介して接続されている。駆動装置4Aの配置は固定されており、駆動装置4Aに接続された棒状部材2Aは、その中心軸方向には移動できない。また、駆動装置4Bと棒状部材2Bとは、例えば温度管理炉1の側壁を貫通する心棒11Bを介して接続されている。駆動装置4Bの配置は固定されており、駆動装置4Bに接続された棒状部材2Bは、その中心軸方向には移動できない。心棒11A、11Bが貫通する温度管理炉1の側壁の穴には、例えばオイルシール等の密封部材等が設けられている。
 駆動装置4A、4Bは、同期して、棒状部材2A、2Bを回転させる。駆動装置4Aが棒状部材2Aを回転させると、棒状部材2Aの着磁帯と対向部材3Aの着磁帯との間に磁力が働く。対向部材3Aは、接触部材6及び対向部材3Bに固定されており、回転することができない。そのため、棒状部材2Aを回転させると、対向部材3Aは、棒状部材2Aの中心軸に沿って移動する。また、駆動装置4Bが棒状部材2Bを回転させると、棒状部材2Bの着磁帯と対向部材3Bの着磁帯との間に磁力が働き、対向部材3Bが棒状部材2Bの中心軸に沿って移動する。対向部材3A、3Bの移動に伴い、対向部材3A、3Bの間に固定された接触部材6も、棚板7上を棒状部材2A、2Bの中心軸に沿って移動する。棚板7上に配置された物品5は、接触部材6に押されて、棚板7上を移動する。さらには、物品5は、温度管理炉1の扉から温度管理炉1の外部に押し出されてもよい。
 ここで、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調しかけるか、脱調すると、図3に示すように、駆動装置4Aのトルクが減少し、駆動装置4Aの駆動電流が減少する。また、図1に示す棒状部材2Bに対して対向部材3Bが脱調しかけるか、脱調すると、駆動装置4Bのトルクが減少し、駆動装置4Bの駆動電流が減少する。駆動電流はトルクと相関するため、駆動電流の計測値は、トルクを表す計測値として利用できる。脱調監視部301は、駆動装置4A、4Bのそれぞれの時間軸における駆動電流の変動に基づき、トルクの変動を検出する。なお、脱調監視部301は、駆動装置4A、4Bのそれぞれの駆動電圧を監視することによって、駆動装置4A、4Bのそれぞれの駆動電流の変動を監視してもよい。
 脱調監視部301は、例えば、駆動装置4Aの駆動電流が第1の電流閾値以下となった場合、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調する可能性があると予測する。また、脱調監視部301は、駆動装置4Aの駆動電流が、第1の電流閾値よりも小さい第2の電流閾値以下となった場合、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調したと判断する。同様に、脱調監視部301は、駆動装置4Bの駆動電流が第1の電流閾値以下となった場合、棒状部材2Bに対して対向部材3Bが脱調する可能性があると予測する。また、脱調監視部301は、駆動装置4Bの駆動電流が、第2の電流閾値以下となった場合、棒状部材2Bに対して対向部材3Bが脱調したと判断する。
 なお、脱調監視部301は、駆動装置4A、4Bの駆動電流から、トルクを算出してもよい。この場合、脱調監視部301は、駆動装置4Aのトルクが第1のトルク閾値以下となった場合、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調する可能性があると予測する。また、脱調監視部301は、駆動装置4Aのトルクが、第1のトルク閾値よりも小さい第2のトルク閾値以下となった場合、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調したと判断する。同様に、脱調監視部301は、駆動装置4Bのトルクが第1のトルク閾値以下となった場合、棒状部材2Bに対して対向部材3Bが脱調する可能性があると予測する。また、脱調監視部301は、駆動装置4Bのトルクが、第2のトルク閾値以下となった場合、棒状部材2Bに対して対向部材3Bが脱調したと判断する。
 また、脱調監視部301は、駆動装置4A、4Bのトルクを表す計測値を時間で微分してトルク微分値を算出し、時間軸におけるトルク微分値の波形等から、脱調を予測又は検出してもよい。脱調すると、駆動装置4A、4Bのトルクは急激に減少した後、元のトルクに戻る。そのため、図4に示すように、脱調が生じていない場合のトルク微分値は、時間軸に対して、ほぼ一定であるが、脱調が生じると、トルク微分値は、時間軸に対して、負に減少するピークを示した後、正に増加するピークを示す。
 したがって、図1に示す脱調監視部301は、駆動装置4Aのトルク微分値が、所定の時間範囲内において、第1の負の微分閾値以下となり、引き続き、第1の正の微分閾値以上となった場合、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調する可能性があると予測する。また、脱調監視部301は、駆動装置4Aのトルク微分値が、第1の負の微分閾値よりも小さい第2の負の微分閾値以下となり、引き続き、第1の正の微分閾値よりも大きい第2の正の微分閾値以上となった場合、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調したと判断する。
 同様に、脱調監視部301は、駆動装置4Bのトルク微分値が、所定の時間範囲内において、第1の負の微分閾値以下となり、引き続き、第1の正の微分閾値以上となった場合、棒状部材2Bに対して対向部材3Bが脱調する可能性があると予測する。また、脱調監視部301は、駆動装置4Bのトルク微分値が、第2の負の微分閾値以下となり、引き続き、第2の正の微分閾値以上となった場合、棒状部材2Bに対して対向部材3Bが脱調したと判断する。
 あるいは、脱調監視部301は、駆動装置4A、4Bのトルクを表す計測値を時間で積分してトルク積分値を算出し、時間軸におけるトルク積分値の波形等から、脱調を予測又は検出してもよい。脱調が生じていない場合のトルク積分値は、時間軸に対して、ほぼ一定であるが、脱調が生じると、トルク積分値は、時間軸に対して、正に増加するピークを示す。
 したがって、脱調監視部301は、駆動装置4Aのトルク積分値が、第1の積分閾値以上となった場合、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調する可能性があると予測する。また、脱調監視部301は、駆動装置4Aのトルク積分値が、第1の積分閾値よりも大きい第2の積分閾値以上となった場合、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調したと判断する。
 同様に、脱調監視部301は、駆動装置4Bのトルク積分値が、第1の積分閾値以上となった場合、棒状部材2Bに対して対向部材3Bが脱調する可能性があると予測する。また、脱調監視部301は、駆動装置4Bのトルク積分値が、第2の積分閾値以上となった場合、棒状部材2Bに対して対向部材3Bが脱調したと判断する。
 なお、駆動装置4A、4Bの回転開始直後及び停止直前においては、脱調していなくともトルクは小さくなる。そのため、脱調監視部301は、駆動装置4A、4Bの回転開始直後及び停止直前においては、脱調の判断をしなくともよい。
 CPU300は、駆動装置4A、4Bのそれぞれを制御する制御部302をさらに備える。例えば、脱調監視部301によって脱調が予測又は検出された場合、制御部302は、駆動装置4A、4Bを停止させる。
 CPU300には、例えば、記憶装置401が接続されている。記憶装置401は、第1及び第2の電流閾値、第1及び第2のトルク閾値、第1及び第2の正の微分閾値、第1及び第2の負の微分閾値、又は第1及び第2の積分閾値を保存する。脱調監視部301は、記憶装置401から、第1及び第2の閾値を読み出す。第1及び第2の閾値は、予め、所定の値に設定される。また、第1及び第2の閾値は、シミュレーション等により演算されてもよい。
 以上説明した第1実施形態に係る温度管理装置においては、棒状部材2A、2Bと対向部材3A、3Bとの間は、磁力によって非接触で駆動伝達がなされる。したがって、棒状部材2A、2Bと対向部材3A、3Bとの間で駆動伝達がなされる際に、熱やダストが発生しにくい。そのため、棒状部材2A、2Bと対向部材3A、3Bが温度管理炉1の温度管理がなされる空間内に配置されていても、温度管理がなされる空間内における発熱の影響を抑制し、かつ温度管理がなされる空間を清潔に保つことが可能である。
 さらに、駆動装置4A、4Bが温度管理炉1の温度管理がなされる空間の外部に配置されているため、仮に駆動装置4A、4Bでダストが発生しても、温度管理炉1の温度管理がなされる空間内にダストが侵入しにくい。また、仮に駆動装置が温度管理炉内部に配置されると、発熱した駆動装置によって、凍結乾燥炉等の温度管理炉内部において温度分布のムラが生じうる。この場合、温度管理炉内部に配置された複数の物品の品質にムラが生じうる。これに対し、第1実施形態に係る温度管理装置においては、駆動装置4A、4Bが温度管理炉1の温度管理がなされる空間の外部に配置されているため、温度管理炉1内部において温度ムラが生じにくい。
 またさらに、第1実施形態に係る温度管理装置においては、接触部材6を移動させる際に、棒状部材2A、2Bが温度管理炉1外部に出ない。そのため、棒状部材2A、2Bが温度管理炉1外部から温度管理炉1内部に異物を引き込むことがない。したがって、第1実施形態に係る温度管理装置は、温度管理炉1内部を清潔に保ち、かつ、温度管理炉1内部の温度ムラを抑制することが可能である。
 加えて、第1実施形態に係る温度管理装置においては、棒状部材2A、2Bと対向部材3A、3Bのそれぞれの脱調を予測又は検出することが可能である。そのため、脱調によって物品5が正確に配置されないことを防止したり、装置の故障を防止したりすることが可能である。また、第1実施形態に係る温度管理装置においては、棒状部材2A、2B、及び対向部材3A、3Bにセンサを配置することなく、トルクを検出することが可能である。そのため、通常、センサが耐えられない温度変化が生じる環境に棒状部材2A、2B、及び対向部材3A、3Bを配置したり、センサが耐えられない薬品で洗浄される環境に棒状部材2A、2B、及び対向部材3A、3Bを配置したりすることが可能である。
 (第1実施形態の変形例)
 棒状部材2A及び対向部材3Aの構成は、図2に示した例に限定されない。例えば、図5に示すように、棒状部材2Aは、ネジ山が設けられた軟磁性体であってもよい。対向部材3Aの構成は、図2と同様である。図5に示す棒状部材2Aのネジ山のピッチは、対向部材3Aの着磁帯のピッチと略同一である。ネジ山が設けられた棒状部材2Aは、非磁性体の薄肉パイプ20Aに挿入されていてもよい。これにより、棒状部材2Aのネジ溝に異物が付着することを防止することが可能となる。棒状部材2Aを回転させると、棒状部材2Aのネジ山と対向部材3Aの着磁帯との間に磁力が働き、対向部材3Aが移動する。
 あるいは、図6に示すように、対向部材3Aが、ネジ山が設けられた軟磁性体であってもよい。対向部材3Aのネジ山が設けられた穴の表面は、非磁性体の薄肉パイプ30Aで覆われていてもよい。これにより、対向部材3Aのネジ溝に異物が付着することを防止することが可能となる。棒状部材2Aの構成は、図2と同様である。図6に示す対向部材3Aのネジ山のピッチは、棒状部材2Aの着磁帯のピッチと略同一である。棒状部材2Aを回転させると、棒状部材2Aの着磁帯と対向部材3Aのネジ山との間に磁力が働き、対向部材3Aが移動する。
 図1に示した棒状部材2B及び対向部材3Bも、図5又は図6に示すような構成を有していてもよい。
 (第2実施形態)
 第2実施形態に係る温度管理装置は、図7に示すように、物品5を格納する温度管理炉1と、磁性体を含む棒状部材102A、102Bと、棒状部材102A、102Bの側面の一部とそれぞれ対向し、磁性体を含む対向部材103A、103Bと、棒状部材102Aの中心軸の周りに対向部材103Aを回転させ、棒状部材102Aと対向部材103Aの相対位置を変化させる駆動装置104Aと、棒状部材102Bの中心軸の周りに対向部材103Bを回転させ、棒状部材102Bと対向部材103Bの相対位置を変化させる駆動装置104Bと、駆動装置104A、104Bのそれぞれのトルクの変動に基づき、棒状部材102A、102Bと対向部材103A、103Bのそれぞれの脱調を予測又は検出する脱調監視部301と、を備える。
 温度管理炉1の温度管理がなされる空間の外部に配置された駆動装置104Aは、ベルト134A等を介して、温度管理炉1の温度管理がなされる空間の外部に配置された対向部材103Aを回転させる。駆動装置104Aの配置は固定されており、対向部材103Aは、棒状部材102Aの中心軸方向には移動できない。温度管理炉1の温度管理がなされる空間の外部に配置された駆動装置104Bは、ベルト134B等を介して、温度管理炉1の温度管理がなされる空間の外部に配置された対向部材103Bを回転させる。駆動装置104Bの配置は固定されており、対向部材103Bは、棒状部材102Bの中心軸方向には移動できない。駆動装置104A、104B及びベルト134A、134Bは、発生しうるダスト等の拡散を防止するシールド等によって覆われていてもよい。
 棒状部材102A、102Bは、それぞれの中心軸方向に移動可能なように保持されている。温度管理炉1の内部において、接触部材106が、棒状部材102A、102Bの端部に固定されている。棒状部材102A、102Bは、温度管理炉1の側壁を貫通して温度管理炉1の外部に突出している。棒状部材102A、102Bが貫通する温度管理炉1の側壁の穴には、例えばオイルシール等の密封部材等が設けられている。棒状部材102A、102Bの温度管理炉1の外部に突出している部分が、ナット状の対向部材103A、103Bの穴を貫通している。棒状部材102A、102Bは、接触部材106に固定されているため、それぞれの中心軸の周りを回転することができない。
 駆動装置104A、104Bは、同期して、対向部材103A、103Bを回転させる。駆動装置104Aが対向部材103Aを回転させると、磁力により、棒状部材102Aがその中心軸に沿って移動する。駆動装置104Bが対向部材103Bを回転させると、磁力により、棒状部材102Bがその中心軸に沿って移動する。棒状部材102A、102Bの移動に伴い、棒状部材102A、102Bの間に固定された接触部材106も、棒状部材102A、102Bの中心軸に沿って棚板7上を移動する。棚板7上に配置された物品5は、接触部材6に押されて、棚板7上を移動する。
 脱調監視部301は、第1実施形態と同様に、脱調を予測又は監視する。脱調監視部301によって脱調が予測又は検出された場合、制御部302は、駆動装置104A、104Bを停止させる。
 以上説明した第2実施形態に係る温度管理装置においては、棒状部材102A、102Bと対向部材103A、103Bとの間は、磁力によって非接触で駆動伝達がなされる。したがって、棒状部材102A、102Bと対向部材3A、3Bとの間で駆動伝達がなされる際に、熱やダストが発生しにくい。そのため、棒状部材102A、102Bと対向部材103A、103Bが例えばクリーンルーム内に配置されていても、クリーンルームにおける発熱の影響を抑制し、かつクリーンルームを清潔に保つことが可能である。
 さらには、駆動装置104A、104Bが温度管理炉1の温度管理がなされる空間の外部に配置されているため、仮に駆動装置104A、104Bでダストが発生しても、温度管理炉1の温度管理がなされる空間の内にダストが侵入しにくい。また、駆動装置104A、104Bが温度管理炉1の温度管理がなされる空間の外部に配置されているため、温度管理炉1内部において温度ムラが生じにくい。またさらに、第2実施形態に係る温度管理装置においては、棒状部材102A、102Bが回転しないため、軸受等を温度管理炉1内に配置する必要がない。したがって、第2実施形態に係る温度管理装置は、温度管理炉1内部を清潔に保ち、かつ、温度管理炉1内部の温度ムラを抑制することが可能である。
 加えて、第2実施形態に係る温度管理装置においては、棒状部材102A、102Bと対向部材103A、103Bのそれぞれの脱調を予測又は検出することが可能である。そのため、脱調によって物品5が正確に配置されないことを防止したり、装置の故障を防止したりすることが可能である。また、第2実施形態に係る温度管理装置においては、棒状部材102A、102B、及び対向部材103A、103Bにセンサを配置することなく、トルクを検出することが可能である。そのため、通常、センサが耐えられない温度変化が生じる環境に棒状部材102A、102B、及び対向部材103A、103Bを配置したり、センサが耐えられない薬品で洗浄される環境に棒状部材102A、102B、及び対向部材103A、103Bを配置したりすることが可能である。
 (第3実施形態)
 第3実施形態に係る温度管理装置は、図1に示した第1実施形態に係る温度管理装置と同様の構成を備える。対向部材3A、3Bのそれぞれに加わる負荷F(N)が、磁気カップリングによって発生可能な推力の最大値(発生可能最大推力)Fmax(N)を超えると、脱調が生じる。例えば、図8に示す例において、対向部材3A、3Bのそれぞれに負荷Fがかかっており、負荷Fが常に発生可能最大推力Fmax未満であれば、脱調は生じない。しかし、対向部材3A、3Bのそれぞれに負荷Fがかかっており、負荷Fが発生可能最大推力Fmaxを超えると、脱調が生じる。
 そこで、第3実施形態に係る温度管理装置においては、図1に示す脱調監視部301が、駆動装置4Aを駆動中に、対向部材3Aに係る負荷Fと、対向部材3Aと棒状部材2Aの磁気カップリングによる発生可能最大推力Fmaxと、を監視し、負荷Fが発生可能最大推力Fmaxを超える前に、駆動装置4Aを停止させる論理回路を備える。脱調監視部301は、対向部材3B及び棒状部材2Bの組み合わせについても同様に監視し、負荷Fが発生可能最大推力Fmaxを超える前に、駆動装置4Bを停止させる。これにより、脱調を未然に防止することが可能である。以下においては、対向部材3Aと棒状部材2Aの組み合わせについて説明するが、対向部材3Bと棒状部材2Bの組み合わせも同様である。
 対向部材3Aと棒状部材2Aとの間で生じる磁気カップリングの数と、推力と、の関係は、比例関係にある。そのため、発生可能最大推力Fmaxは、予め、実験及び/又は解析により求めることが可能である。例えば、図9(a)においては、対向部材3AのS極着磁帯とN極着磁帯の6つのペアが、軟磁性体からなる棒状部材2Aのネジ山と磁気カップリングしている。これに対し、図9(b)においては、棒状部材2Aの継ぎ目にカプラー22Aが設けられているため、対向部材3AのS極着磁帯とN極着磁帯の4つのペアが、軟磁性体からなる棒状部材2Aのネジ山と磁気カップリングしている。したがって、図9(b)に示す状態における発生可能最大推力Fmaxは、図9(a)に示す状態における発生可能最大推力Fmaxより小さくなる。
 例えば、対向部材3AのS極着磁帯とN極着磁帯の1つのペアあたりの推力f(N)を実験及び/又は解析により求め、棒状部材2Aのネジ山とカップリンしているS極着磁帯とN極着磁帯のペアの数Rと、比例係数kと、から、発生可能最大推力Fmaxは、下記(1)で与えられる。なお、kは1以外である。
   Fmax=kRf    ・・・(1)
 図1に示す記憶装置401は、予め取得された、棒状部材2Aに対する対向部材3Aの位置と、発生可能最大推力Fmaxと、の関係を保存する。
 例えば、モータである駆動装置4A、回転軸である棒状部材2A、及び被駆動体である対向部材3Aを備えるシステムが図10に示すような2慣性系力学モデルにモデル化できる場合、2慣性系力学モデルの運動方程式は、下記(2)式で与えられる。なお、以下においては、システムが2慣性系力学モデルにモデル化できる場合を説明するが、3慣性系力学モデルや4慣性系力学モデルにモデル化してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 上記(2)式の各係数及び変数は、下記(3)から(7)式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 上記(3)から(7)式における記号は、以下のとおりである。
 θ:駆動装置4A(棒状部材2A)の回転角度(rad)
 x:対向部材3Aの変位(m)
 J:駆動装置4A(棒状部材2A)の慣性モーメント(kg・m
 M:対向部材3Aの質量(kg)
 D:駆動装置4A(棒状部材2A)の粘性摩擦係数(N・m・s/rad)
 C:対向部材3Aをガイドするガイド33Aの粘性摩擦係数(N・s/m)
 N:回転-直動の変換係数(m/rad)
 K:軸方向剛性(N/m)
 T:駆動装置4A(棒状部材2A)のトルク(N・m)
 T:保持トルク等の定常的にかかるトルク(N・m)
 F:対向部材3Aにかかる負荷F(N)
 例えば、上記(3)から(7)式に基づき、上記(2)式を下記(8)式に示す行列式に置換可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 上記(8)式で与えられる行列式を展開すると、下記(9)式及び(10)式が得られる。sを複素数として(9)式及び(10)式をラプラス変換表示すると、下記(11)及び(12)式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 上記(11)式から、sθは、下記(13)式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 上記(12)式から、xは、下記(14)式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 2慣性系力学モデルのブロック線図は、図11で示される。枠201で囲まれた部分が、上記式(13)に該当し、枠202で囲まれた部分が、上記式(14)に該当する。なお、xは、棒状部材2Aの位置を示す。駆動装置4A(棒状部材2A)の回転角度θをロータリーエンコーダ等で検出することにより、棒状部材2Aの位置xを検出することが可能である。K(Nθ-x)は、棒状部材2Aと対向部材3Aの位置ずれに起因する弾性力を示している。
 図1に示す脱調監視部301は、図12に示すように、棒状部材2Aに加わるトルクT及び棒状部材2Aの回転角度θに基づき、駆動装置4Aから対向部材3Aに加えられた外力Fを算出する。外力Fは、下記(15)式に示すように、棒状部材2Aと対向部材3Aの位置ずれに起因する弾性力に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 駆動装置4AのトルクTは、駆動装置4Aへの駆動電流(トルク指令電流)値Irefから算出可能である。なお、上記(15)式において、駆動装置4A(棒状部材2A)のトルクTは、モータ電流のノイズを除去するためのローパスフィルタ501で処理された値であってもよい。上述したように、駆動装置4A(棒状部材2A)の回転角度θは、ロータリーエンコーダ等で検出可能である。あるいは、回転角度θは、駆動装置4Aへ送信される回転角度の指令値から算出可能である。定常的にかかるトルクT、駆動装置4A(棒状部材2A)の慣性モーメントJ、駆動装置4A(棒状部材2A)の粘性摩擦係数D、及び回転-直動の変換係数Nは、事前に取得可能であり、記憶装置401に保存されていてもよい。
 また、図1に示す脱調監視部301は、図12に示すように、対向部材3Aの位置xに基づき、対向部材3Aに負荷Fがかかっていない場合に対向部材3Aを動かすために必要な力Fを算出する。対向部材3Aのみを動かすために必要な力Fは、下記(16)式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 対向部材3Aの質量M、ガイド33Aの粘性摩擦係数C、及び軸方向剛性Kは、事前に取得可能であり、記憶装置401に保存されていてもよい。対向部材3Aの位置xは、例えば、レーザ変位計等のリニアエンコーダによって検出可能である。あるいは、対向部材3Aの位置xは、位置xの推定値を棒状部材2Aの位置xに基づいて補正することにより算出される。
 位置xの推定値の初期値は任意であり、例えば0に仮定されてもよいし、棒状部材2Aの位置x resに仮定されてもよい。位置xの実際の値と推定値との誤差eは、下記(17)式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 上記(17)式にsNをかけると、下記(18)式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 なお、(18)式において、X res=Nθ resである。脱調監視部302は、例えば、上記(18)式に基づいて、誤差eを算出する。上記(13)式から明らかなように、位置xの推定値が実際の値と等しい場合、誤差eは0になる。次に、脱調監視部302は、例えば、下記(19)式に従って、位置xの推定値を補正する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 脱調監視部302は、上記(19)式で補正された位置xの推定値を用いて、上記(18)式に基づいて、再度、誤差eを算出する。その後、算出される誤差eの絶対値が所定の閾値未満になるまで、脱調監視部302は、上記(18)式及び(19)式の計算を繰り返す。脱調監視部302は、算出される誤差eの絶対値が所定の閾値未満になったときの位置xの推定値を、対向部材3Aの位置xとして用いる。図12の枠203で囲まれた部分が、位置xの推定値を棒状部材2Aの位置xに基づいて補正する機能を発揮する。
 さらに、図1に示す脱調監視部301は、図12に示すように、駆動装置4Aから棒状部材2Aを介して対向部材3Aに加えられた外力Fと、対向部材3Aのみを動かすために必要な力Fと、の差に基づき、対向部材3Aに加わっている負荷Fを算出する。
 図1に示す脱調監視部301は、対向部材3Aの位置に応じて、下記(20)式に示すように、対向部材3Aに加わっている負荷Fと、発生可能最大推力Fmaxと、を比較し、負荷Fが発生可能最大推力Fmaxより小さいか監視する。下記(21)式に示すように負荷Fが発生可能最大推力Fmaxより大きくなる兆候が検出された場合は、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調する可能性があると予測する。また、負荷Fが発生可能最大推力Fmaxより大きくなった場合は、棒状部材2Aに対して対向部材3Aが脱調したと判断する。
   F<Fmax   ・・・(20)
   F>Fmax   ・・・(21)
 第3実施形態においても、脱調監視部301によって脱調が予測又は検出された場合、制御部302は、駆動装置4Aを停止させる。
 (第4実施形態)
 脱調が生じると、棒状部材2Aと対向部材3Aの間の磁気カップリングが外れるため、保持トルクが失われ、駆動装置4Aのトルクが急激に減少する。棒状部材2Aと対向部材3Aとの間で再び磁気カップリングが生じると同時に、駆動装置4Aのトルクは回復する。脱調により駆動装置4Aのトルクが減少したか否かは、現時点のトルクの値が、例えば直前までの過去のトルクの値からどれだけ離れたかを監視することによって判定することが可能である。
 例えば、第4実施形態においては、図1に示す脱調監視部301が、過去の駆動装置4Aのトルクの値を参照値として用い、現時点のトルクの値と、参照値と、を比較し、現時点のトルクの値と、参照値と、の差が所定の閾値より小さければ、脱調は生じておらず、差が所定の閾値より大きければ、脱調が発生したと判断する。
 現時点のトルクの値Tと、参照値Tと、の差A(T)は、下記(22)式で示すように、k近傍法で算出してもよい。図13及び図14に示すように、k近傍法においては、n個の参照値のうち、判定対象である現時点のトルクの値Tに近いk個の参照値を選択し、現時点のトルクの値Tと、参照値Tと、の差の平均値A(T)を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 図15(a)に示すように、脱調が生じていない場合は、駆動装置4Aのトルクの変動は少なく、図15(b)に示すように、現時点のトルクの値Tと、参照値Tと、の差の平均値A(T)も小さいまま推移する。これに対し、図16(a)に示すように、脱調が生じると、駆動装置4Aのトルクに大きな変動が生じ、図16(b)に示すように、現時点のトルクの値Tと、参照値Tと、の差の平均値A(T)にも大きな変動が生じる。
 図1に示す脱調監視部301は、差が所定の閾値より大きくなった回数を、脱調が生じた回数とみなしてもよい。なお、トルクの参照値が平均値であってもよい。
 (その他の実施の形態)
 上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、温度管理炉内外に搬送される物品は医薬品を含むことに限定されず、食品、飲料、及び精密部品等でもよいし、その他、温度管理されるあらゆる物品を含む。また、温度管理装置の温度管理炉は、凍結乾燥炉に限定されず、発酵炉でもよく、あるいは内部の温度分布ムラの抑制、及び発塵の抑制が望まれる、あらゆる炉を含む。さらに、対向部材の形状はナット状に限定されず、例えば凹状であってもよい。この場合、棒状部材は、凹状の対向部材の凹部を通る。凹状の対向部材の凹部側面には、S極着磁帯とN極着磁帯とが、交互に設けられている。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
 1・・・温度管理炉、2A、2B、102A、102B・・・棒状部材、3A、3B、103A、103B・・・対向部材、4A、4B、104A、104B・・・駆動装置、5・・・物品、6、106・・・接触部材、7・・・棚板、11A、11B・・・心棒、12A、12B・・・軸受、20A、30A・・・薄肉パイプ、22A・・・カプラー、31・・・ガイドリング、33A・・・ガイド、134A、134B・・・ベルト、201、202・・・枠、300・・・中央演算処理装置、301・・・脱調監視部、302・・・制御部、401・・・記憶装置、501・・・ローパスフィルタ

Claims (10)

  1.  磁性体を含む棒状部材と、
     前記棒状部材の側面の一部と対向し、磁性体を含む対向部材と、
     前記棒状部材の中心軸の周りに前記棒状部材又は前記対向部材を回転させ、前記棒状部材と前記対向部材の相対位置を変化させる駆動装置と、
     前記駆動装置のトルクの変動に基づき、前記棒状部材と前記対向部材の間の脱調を予測又は検出する脱調監視部と、
     を備える搬送装置。
  2.  前記脱調が予測又は検出された場合、前記駆動装置を制御する制御部をさらに備える、請求項1に記載の搬送装置。
  3.  前記脱調監視部が、前記駆動装置の駆動電流の変動に基づき、前記トルクの変動を検出する、請求項1又は2に記載の搬送装置。
  4.  前記脱調監視部が、前記トルクを表す計測値を微分又は積分する、請求項1から3のいずれか1項に記載の搬送装置。
  5.  前記駆動装置が前記棒状部材の中心軸の周りに前記棒状部材を回転させ、
     前記脱調監視部が、前記駆動装置から前記棒状部材を介して前記対向部材に加えられた外力と、前記対向部材に負荷がかかっていない場合に前記対向部材を動かすために必要な力と、の差に基づき、前記対向部材に加わっている負荷を算出し、前記算出した負荷に基づき、前記脱調を予測又は検出する、請求項1から3のいずれか1項に記載の搬送装置。
  6.  前記駆動装置から前記棒状部材を介して前記対向部材に加えられた外力が、前記駆動装置のトルクに基づいて算出される、請求項5に記載の搬送装置。
  7.  前記対向部材に負荷がかかっていない場合に前記対向部材を動かすために必要な力が、前記対向部材の位置に基づいて算出される、請求項5又は6に記載の搬送装置。
  8.  前記脱調監視部が、前記棒状部材と前記対向部材の間の磁気カップリングにより発生する推力の最大値と、前記負荷と、を比較することにより、前記脱調を予測又は検出する、請求項5から7のいずれか1項に記載の搬送装置。
  9.  前記脱調監視部が、前記駆動装置のトルクを表す参照値と前記駆動装置のトルクを表す計測値の差と、所定の閾値と、を比較する、請求項1から3のいずれか1項に記載の搬送装置。
  10.  前記脱調監視部が、前記差が前記所定の閾値より大きくなった回数を、脱調が生じた回数とみなす、請求項9に記載の搬送装置。
PCT/JP2017/019631 2016-07-12 2017-05-25 搬送装置 WO2018012125A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17827258.9A EP3486605B1 (en) 2016-07-12 2017-05-25 Transfer apparatus
CN201780042767.2A CN109477713B (zh) 2016-07-12 2017-05-25 输送装置
US16/316,547 US10746616B2 (en) 2016-07-12 2017-05-25 Transfer apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPPCT/JP2016/070619 2016-07-12
JP2016070619 2016-07-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018012125A1 true WO2018012125A1 (ja) 2018-01-18

Family

ID=60952479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/019631 WO2018012125A1 (ja) 2016-07-12 2017-05-25 搬送装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10746616B2 (ja)
EP (1) EP3486605B1 (ja)
CN (1) CN109477713B (ja)
WO (1) WO2018012125A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10132977A (ja) * 1996-10-28 1998-05-22 Toshiba Corp 制御棒駆動機構
US5913401A (en) * 1995-08-29 1999-06-22 Ckd Corporation Magnetic screw device, method of manufacturing magnetic screw device, and conveying device with magnetic screw
JP2016090075A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 アズビル株式会社 温度管理装置、搬送装置、及び搬送台

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE381112A (ja) * 1930-10-23
JPH08226826A (ja) * 1995-02-22 1996-09-03 Mikuni Corp 磁気式位置センサ
US6398506B1 (en) * 1999-07-23 2002-06-04 Terumo Kabushiki Kaisha Centrifugal fluid pump and control device for operating the same
JP3461313B2 (ja) * 1999-12-02 2003-10-27 キヤノン株式会社 ステッピングモータ脱調検知装置を持つ画像形成装置
JP2002068476A (ja) * 2000-08-29 2002-03-08 Anelva Corp 磁気搬送装置
JP2009121458A (ja) * 2007-10-22 2009-06-04 Mitsubishi Electric Corp 燃料供給制御システム
JP2011166963A (ja) * 2010-02-10 2011-08-25 Hitachi Cable Ltd 磁気カップリング制御装置
CN202275803U (zh) * 2011-09-08 2012-06-13 周明华 一种应用于绕丝机上的绕丝主轴装置
CN202720632U (zh) * 2012-06-11 2013-02-06 白锦添 一种半自动编程系统
EP3434629A4 (en) * 2016-03-25 2019-11-13 Azbil Corporation DYNAMIC CONVEYOR
US10625949B2 (en) * 2016-03-25 2020-04-21 Azbil Corporation Transfer apparatus and storage apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5913401A (en) * 1995-08-29 1999-06-22 Ckd Corporation Magnetic screw device, method of manufacturing magnetic screw device, and conveying device with magnetic screw
JPH10132977A (ja) * 1996-10-28 1998-05-22 Toshiba Corp 制御棒駆動機構
JP2016090075A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 アズビル株式会社 温度管理装置、搬送装置、及び搬送台

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TADAHIKO SHINSHI ET AL.: "Start-up Characteristics and Positioning Accuracy of Magnetic Lead Screw Mechanism", TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS (C HEN, vol. 64, no. 625, 1998, pages 3637 - 3643, XP055458774 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3486605A4 (en) 2020-01-22
EP3486605A1 (en) 2019-05-22
US10746616B2 (en) 2020-08-18
US20190310149A1 (en) 2019-10-10
CN109477713B (zh) 2021-02-05
CN109477713A (zh) 2019-03-15
EP3486605B1 (en) 2021-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10384888B2 (en) Temperature management apparatus, transfer apparatus, and transfer base
US10464113B2 (en) Monitoring device
JP5996127B2 (ja) 摩擦同定方法および摩擦同定装置
US20170015004A1 (en) Robot apparatus, and measuring method of rotation driving apparatus
WO2012165011A1 (ja) 駆動機械の負荷特性推定装置
WO2018012125A1 (ja) 搬送装置
KR20180094075A (ko) 모터 제어 장치 및 이것을 이용한 모터 장치
JPWO2014091840A1 (ja) サーボ制御装置
CN109632305B (zh) 一种低速轴承真空跑合测试控制系统
JP2009297827A (ja) ロボット暴走判定方法およびロボット制御装置
Lee et al. Friction analysis according to pretension of laparoscopy surgical robot instrument
Kandhari et al. Sensing contact constraints in a worm-like robot by detecting load anomalies
EP3434629A1 (en) Conveyance device
EP3290894B1 (en) Inspection probe
Umoren et al. Design and implementation of conveyor line speed synchroniser for industrial control applications: A case study of champion’s breweries PLC, UYO
Sato et al. Robustness evaluation of three friction compensation methods for point-to-point (PTP) positioning systems
JP2011041424A (ja) サーボモータ駆動減速装置の温度予測方法及び装置
EP3434628B1 (en) Conveyance device and storage device
JP5992191B2 (ja) 位置制御装置
JP2021148518A (ja) 駆動装置、エンコーダユニット、及びロボット装置
WO2018193649A1 (ja) 電動機制御装置
Abeykoon et al. Position based static friction estimation for DC motors using disturbance observer
JP2007141030A (ja) 電動機制御装置
Qiao et al. The concept of “attractive region in environment (ARIE)” and its application in high-precision tasks with low-precision systems
JP2012185603A (ja) 干渉力補償制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17827258

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017827258

Country of ref document: EP

Effective date: 20190212

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP