JPH03112303A - リニア式カプセル傾斜部走行方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、管路を利用して物資を効率良く、高速で搬
送するためのリニア式カプセル型走行装置によって、特
に傾斜区間を走行させるための傾斜部走行方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

小荷物、ゴミなど種々の物資を搬送する物流システムと
して、従来からパイプからなる管路（パイプライン）を
利用したカプセル・パイプライン輸送システムが注目さ
れている。このシステムは、物流センターと配送センタ
ーとの間等、複数地点間に敷設されたパイプライン内を
カプセルを走行させて物資を目的地まで搬送するもので
ある。

このような、カプセル・パイプライン輸送システムの従
来技術として、気送式のカプセル型走行システムが既に
開発されている。このシステムは、大型のブロアによる
気流によってパイプ内のカプセルを走行させ、前記カプ
セルに積載した物資をカプセルとともに目的地まで搬送
するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の気送式のカプセル型走行システム
には、下記に示す欠点があった。

■　パイプ内において、カプセルを高速で走行させるた
め、シール材が磨耗し易く、カプセルの駆動力が落ちや
すい。

■　パイプの曲管部では、カプセルのシール性が落ち易
いため、パイプの曲率を大きくする必要があり、パイプ
ライン設計上不利である。

■　パイプの分岐部においては、空気圧を保つ必要から
複雑な構造の切替え駆動機器を配設しなければならない
。

■　カプセルを走行させるために、パイプラインの全長
に渡って高速で空気を流さなければならないため大きな
圧損が生じる。しかも、長距離を搬送する場合にはブー
スタが必要であるとともに、大きなブロアも必要である
など、大規模な動力および設備が必要である。

■　カプセル体を発射させる場合に大きな圧力トロップ
が生じるため、カプセルを連続で発射できない。

■　カプセルの速度を高速にする場合には、設定したカ
プセルの速度以上に流速を」二げる必要かあるため、流
速の二乗で圧損が増大する。従って、カプセルの速度を
２０〜３０ｍ／ｓｅｃ以上の高速にすることが困難であ
る。

■　カプセルを戻すために、パイプラインの両端にブロ
アステーションが必要である。

このように、従来の気送式カプセル型走行システムには
、上述したような欠点があるため、物資をより高速で、
効率よく搬送することができ、しかも設備費等の建設コ
ストもより安価なカプセル・パイプライン輸送システム
の開発が強く望まれている。

発明者等は、上述の問題を解決するため、物資を高速で
効率良く搬送することができ、しかも建設コストも安価
なリニア式カプセル型走行装置を開発し、さらに、管路
の傾斜区間においてカプセルを停止させない傾斜部走行
方法の発明に至った。

従って、この発明の目的は、物資を高速で効率よく搬送
することができ、管路の傾斜区間おいてカプセルを停止
させないリニア式カプセル傾斜部走行方法を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、非磁性体からなるパイプと、前記パイプの
内周面に接触する車輪を介して、前記パイプ内を走行自
在の、非磁性体からなるカプセルと、前記カプセルの外
周面に取り付けられた永久磁石と、前記パイプの外周面
に前記パイプの全長に渡って前記カプセルの磁石と長円
形のコイルとによって形成される磁場が常に影響する間
隔毎に巻装された、その極性が変換可能な電磁石と、前
記電磁石の極性を変換するための極性変換機構と、前記
カプセルの位置を検知するためのセンサとからなり、　
前記電磁石をカプセルの位置に合わせて極性を前記永久
磁石に対し吸着、反発を繰り返して走行するリニア式カ
プセル型走行装置で、前記永久磁石を複数連結の前記カ
プセル移動方向に関して上流側および下流側のカプセル
端の２ケ所に取り付け、前記永久磁石が前記電磁石と常
に吸着または反発状態となるように前記電磁石を配置す
る方法によって傾斜区間を走行させることに特徴を有す
るものである。

次に、この発明を図面を参照しながら説明する。第１図
はこのリニア走行装置を示す側面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ線断面図である。

第１図および第２図に示すように、断面が円形のカプセ
ル１は断面が円形のパイプ２内に挿入される。

カプセル１は非磁性材、例えばＳＵＳ　３０４またはア
ルミニウムのカプセル体からなっている。

カプセル１の上流端および下流端にはカプセル１の周方
向に永久磁石４が環状に巻装されている。

空気抜けのために永久磁石４は周方向に所定間隔をあけ
て配設してもよい。カプセル１の上流側および下流側に
はカプセル１の周方向に所定間隔ごとに車輪３がそれぞ
れ複数個（例えば１０個程度）づつ設けられている。カ
プセル１はパイプ２の内周面と接触する車輪３を介して
パイプ２内を走行自在である。カプセル１は図示しない
が、口・ツク付きの片ヒンジの開閉扉を有し、この中に
磁気シールドされたインナーカプセルが搭載される。

そして、このインナーカプセルも開閉が自在でこの中に
荷物が積載される。

パイプ２はＳＵＳ　３０４、アルミニウムまたはＦＲＰ
製等の非磁性の管等を使用することができる。パイプ２
の外周面には、電磁石のコイル５が環状に巻装されてい
る。コイル５はパイプ２の全長に渡って所定間隔毎に取
り付けられている。

パイプ２の外側には図示しない電源からコイル５に給電
するための電線６がパイプ２と近接してパイプ２の全長
に渡って架設されている。電線６は各コイル５に接続さ
れている。コ１′ル５に給電される電流を逆転し電磁石
の極性を変換するための極性変換機構を構成している。

コントロールボックス７は水密構造とし、可動部分のな
い電子部品を使用することによりメンテナンスフリーと
することができる。

パイプ２には、各コイル５の位置毎に磁気センサが取り
付けられている。磁気センサはカプセルの位置を検知し
て速度を求め、速度に合わせて周波数を変えることによ
り電磁石のコイル５の極性が変わりカプセルの永久磁石
４を吸着、反発する。また、別の手段として異なる極性
とするための第１センサ８ａ、８ｂと、電磁石のコイル
５の極性を永久磁石４と同一の極性とするための第２セ
ンサ８ｃとからなっている。第２センサ８ｃはコイル５
の中はどの位置に取り付けられている。

方、第１センサ８ａは第２センサ８Ｃから所定距離上流
側（第１図に示す左側）に離れた位置に、第１センサ８
ｂは第２センサ８Ｃから所定距離下流側（第１図に示す
右側）に離れた位置に、それぞれ取り付けられている。

９はコントロールボックス７と第１センサ８ａ、８ｂお
よび第２センサ８ｃとの間を接続する信号線である。こ
れらのセンサの信号線９がコントロールボックス７内の
サイリスクまたはパワートランジスタ等の電気的なスイ
ッチに繋がっている。また、電線６はコントロールボッ
クス７内のサイリスク等の電気的スイッチを経てコイル
５に繋がっている。

〔作用〕

次に、カプセル１の走行原理について説明する。カプセ
ル１は第１図に示す左側から右側へ走行するものとする
。カプセルｊに取り付けられた永久磁石４が第１センサ
８ａを通過すると第１センサ８ａがこれを検知し、その
直後からコイル５の電磁石が永久磁石４と異なる極性と
なるように電流が流れる。これにより、永久磁石４はコ
イル５の電磁石に吸引され、カプセル１は走行方向（第
１図に示す右側）へ移動する。次いで、永久磁石４が第
２センサ８Ｃを通過すると第２センサ８Ｃがこれを検知
し、その直後からコイル５に流れる電流が逆転し、コイ
ル５の電磁石の極性が永久磁石４と同じ極性に変換する
。これによって、永久磁石４とコイル５の電磁石とが反
発し、カプセルｌは走行方向へ押し出される。これを、
各コイル５毎に順次繰り返して行うことにより、カプセ
ル１はパイプ２内を走行方向へ連続して走行する。

一方、カプセルＩが反対の走行方向（第１図に示す右側
から左側）へ移動する場合においては、第１せンサ８ｂ
を使用し第１センサ８ａは使用しない。なお、所定区間
毎（５０〜１００ｍ）に図示しない区間センサが配設さ
れ、１区間電流が流れるため複数カプセルがこの区間で
走行しても動力が同じである。カプセルｌが通過しない
区間には電磁石に電流は流れない。

上述したリニア式カプセル型走行装置において、パイプ
２、コイル５、電線６などで構成される管路の傾斜が比
較的急傾斜である区間でカプセルエを走行させる場合は
、カプセル１に取り付けられている２個の永久磁石４を
、常に駆動即ち吸弓または反発状態とし、カプセルｌに
、より強い推力を与えることが必要である。これには、
永久磁石４が取り付けられたカプセル１の形状およびパ
イプ２に取り付けた複数の電磁石のコイル５の取り付は
位置が重要である。

ここで、カプセルの２個の永久磁石間の長さをＬ１電磁
石のコイルがカプセルの永久磁石と吸着、反発できる範
囲をｌとして永久磁石および電磁石のコイルを配置した
例を第３図に示す。

第３図において、 磁場の影響範囲：２１、 カプセル両数＝３両、 永久磁石間長（１カプセル）：Ｌ４ｊ２、永久磁石間長
（隣接カプセル）：４４２、電磁石のコイルの取り付は
間隔：５Ａ。

ここで、ｌは管路の傾斜が大きいほど小さな値となる。

また、Ｌは、管路の曲部の通過ベントの形状で決まる。

ここで、ベンドの曲率をＲとすれば、これとカプセルの
形状との関係は、っぎの式で示される。

Ｌ、≦Ｒ５１ｎ　　ＣＲ／　　（Ｒ−（Ｄ、　　−Ｄ、
＝　　）／２）〕・・・（１１１式 ただし、（１）式において、 ＬＰ　：カプセルの車輪間長、 Ｄ。　＝パイプ径、 Ｄ４．：カプセル径。

管路の曲部の通過ベントの形状からカプセルの規格を決
定し、管路の傾斜区間においては、上述ｆｌ１式に基づ
いて、電磁石のコイルの間隔を水平部よりも小さくする
。これにより傾斜区間においてカプセルの停止あるいは
急激な減速を防止することが出来る。

〔発明の効果〕

この発明は上述したように構成されているので下記に示
す有用な効果を奏する。

■　非接触式のりニアモータを利用することによって、
パイプとカプセルとの接触部分が車輪のみと少なく高速
化が可能である。

■　カプセルを電気を使用して直接走行させるため効率
が良く、また長距離区間でも電気の供給が容易にできる
ため長距離搬送が容易にできる。

■　カプセルが走行している区間のみに電流を流すため
、消費電流が少なく経済的である。

■　カプセルの位置検知および速度コントロールが出来
るため、自動化が容易である。

■　管路の傾斜区間においてもカプセルが停止しまたは
著しく減速することが無いので、衝突事故等が起こる確
率が極めて低（、高効率でカプセル搬送を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はリニア式カプセル型走行装置を示す側面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は永久磁石と電
磁石のコイルの配置の１例を示゛す説明図である。図面
において、 ■・・・カプセル、 ２００．パイプ、 ３・・・車輪、 ４・・、永久磁石、 ５・・・コイル、 ６・・・電線、 ７・・・コントロールボックス、 ８ａ、８ｂ・・・第１センサ、 ８Ｃ・・・第２センサ、 ９・・・信号線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　非磁性体からなるパイプと、前記パイプの内周面に
   接触する車輪を介して、前記パイプ内を走行自在の、非
   磁性体からなるカプセルと、前記カプセルの外周面に取
   り付けられた永久磁石と、前記パイプの外周面に前記パ
   イプの全長に渡って前記カプセルの磁石と長円形のコイ
   ルとによって形成される磁場が常に影響する間隔毎に巻
   装された、その極性が変換可能な電磁石と、前記電磁石
   の極性を変換するための極性変換機構と、前記カプセル
   の位置を検知するためのセンサとからなり前記電磁石を
   カプセルの位置に合わせて極性を前記永久磁石に対し吸
   着、反発を繰り返して走行するリニア式カプセル型走行
   装置で、前記永久磁石を複数連結の前記カプセル移動方
   向に関して上流側および下流側のカプセル端の２ヶ所に
   取り付け、前記永久磁石が前記電磁石と常に吸着または
   反発状態となるように前記電磁石を配置する方法によっ
   て傾斜区間を走行させることを特徴とするリニア式カプ
   セル傾斜部走行方法