JPH03164005A - 磁気浮上搬送装置 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、地上側駆動系にリニアモー夕を備え、強磁性
体で形成されたガイドレール上を非接触状態で走行可能
な磁気浮上搬送装置に関し、さらに詳しくいえば、勾配
軌道上においても駆動制御可能な磁気浮上搬送装置に関
する。

く従来の技術〉 工場内、オフィス内等の複数の地点間で精密部品などの
搬送物を速やかに、かつ静かに搬送したい場合において
、ガイドレール上で搬送車を非接触状態に支持できる浮
上式の搬送方式が注目されている。搬送車を非接触状態
に支持するための方式としては種々あるが、その一方式
として磁気浮上搬送車による搬送方式が、騒音面、ある
いは衛生面等で優れているところから、現在有望視され
ている。

上記の磁気浮上搬送車は小型軽量性が要求されているの
で、車上に誘動電流を流すための導体（２次導体）を設
け、地上には推進用のコイルを有する重量のある１次側
の駆動系（ステータ）を配置して、このコイルに電力を
供給して磁気浮上搬送車を発進、走行、停止させる駆動
制御方式が通常とられている。

上記の駆動制御は、水平方向に設置された軌道のみなら
ず、勾配を有する軌道に対しても行うことが可能であり
、本出願人は、磁気浮上搬送車が、勾配軌道上を走行す
る場合の駆動制御を特許出願している（特願昭６３−２
５６８６８号公報参照）。

すなわち、上記勾配軌道上における勾配軌道駆動制御方
式は、磁気浮上搬送車の位置を検知する位置検知手段と
、磁気浮上搬送車の速度を検出する速度検出手段と、走
行軌道の勾配を検知する角度検出手段と、読み取った位
置及び速度を当該位置における基準速度と比較し、その
ずれに基づいて、水平軌道駆動力を算出する第一の駆動
力算出手段と、先に検知された軌道の勾配に起因して生
じる駆動力を算出する第二の駆動力算出手段と、勾配に
起因して生じる駆動力を水平軌道駆動力を水平軌道駆動
力に加減算して得られる勾配軌道駆動力を算出する第三
の駆動力算出手段と、該勾配軌道駆動力に対応する駆動
制御信号を地上側１次リニアモー夕を駆動する駆動回路
に対して伝達する駆動制御信号伝達手段とを有する。

以上の構戊の磁気浮上搬送装置によれば、位置検知手段
により磁気浮上搬送車の位置データを検出し、速度検出
手段により磁気浮上搬送車の速度を検出し、さらに、軌
道に設置された角度検出手段により、軌道の勾配を検知
し、次に、読み取った位置及び速度を第一の駆動力算出
手段により当該位置における基準速度と比較し、そのず
れに基づいて、水平軌道駆動力を算出する。そして、第
二の駆動力算出手段により、軌道の勾配に起因して生じ
る駆動力を算出する。

この駆動力の算出方法は以下の通りである。

まず、角度検出手段により検知された軌道の勾配角度を
θとすると、勾配軌道上における該駆動カＦｓは（１）
式により与えられる。

Ｆｓ−Ａ−ｇ−ｓｉｎθ　・・・・・・（１）ただし、
Ａ：磁気浮上搬送車の質量を含む定数 ｇ：重力定数 てある。

ここで、ｓｉｎθの値は、勾配軌道が上り坂であるか、
あるいは下り坂であるかによって、プラスあるいはマイ
ナスの値に変化する。これに対応して駆動力Ｆｓは、プ
ラスあるいはマイナスの値となる。すなわち、駆動力Ｆ
ｓは、勾配軌道が上り坂であればプラスの値となり、逆
に下り坂であればマイナスの値となる。

次に、上記算出方法により得られた軌道の勾配に起因し
て生じる駆動力Ｆｓと水平軌道駆動力とを第三の駆動力
算出手段により加減算して、勾配軌道駆動力を算出する
。これによって得られた勾配軌道駆動力に対応する駆動
制御信号を地上側１次リニアモー夕を駆動する駆動回路
に対して供給することによって、勾配軌道における磁気
浮上搬送車の駆動制御を行うことができる。

したがって、ステーションに設置された軌道に勾配があ
り、かつ勾配角度が変化するような場合であっても、そ
の勾配に対応した、より高精度の駆動制御を行うことが
できる。

く発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記の磁気浮上搬送装置では、地上側１次リ
ニアモー夕をいかに構戊するかが、地上側１次リニアモ
ー夕を励磁する電源装置との関連で問題となる。

さらに詳説すれば、勾配軌道における磁気浮上搬送車の
駆動時には、勾配のため車体の進行または後退方向に重
力が常時作用するので、車体には連続的な駆動力を加え
る必要がある。このため、地上側１次リニアモー夕を、
水平軌道の場合のように、間隔を設けて配置することは
できない。つまり、勾配軌道の全長にわたって地上側１
次リニアモー夕を配置する必要がある。

地上側１次リニアモー夕を勾配軌道の全長にわたって配
置する場合、勾配軌道全長にＩＭｉの長いリニアモータ
を配置するか、水平軌道で用いられるｋｆｉ　Ｌ　Ｉ　
Ｍステータのりニアモー夕を多段かつ連続的に配列する
か、２つの構成が考えられる。

前者の場合、電源容量が大きくなる等経済性が悪く、か
つ長いリニアモー夕を新たに設計・製作しなければなら
ず作業性が悪い。

後者の場合、水平軌道で用いられる構造をそのまま使用
すればよいので、経済的であるが、電源装置との接続が
問題となる。すなわち、１つ１つのりニアモー夕に電源
装置をそれぞれ接続すると電源装置の台数か増加し、経
済的に不利となる。

全てのりニアモー夕に１つの電源装置を接続しても、電
源装置が大型になり、やはり経済上問題が残る。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって
、１ｉＬＩＭステータのりニアモータを多段連続的に配
列した勾配軌道上において、最少限の台数の小型電源装
置によって磁気浮上搬送車の勾配走行を実現できる磁気
浮上搬送装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達或するための本発明の磁気浮上搬送装置
は、第１図（ａ）に示すように、勾配軌道２０に沿って
、登板の推力に見合った容量を有する複数のＬＩＭステ
ータ２２−１．２２−２．・・・を、ほぼ連続的に配置
し、 各ＬＩＭステータ２２−１．２２−２．・・・の車両進
行方向に向かって比較的後尾酊と先頭部に、それぞれ車
体を検出するセンサＳｌ，Ｓ２を設け、比較的後尾部に
設けられたセンサＳ１の検出信号を受けると当該センサ
Ｓ１の設けられたＬＩＭステータ２２−１の励磁を許容
し、比較的先頭部に設けられたセンサＳ２の検出信号を
受けると当該センサＳ２の設けられたＬＩＭステータ２
２−｛およびこのＬＩＭステータ２２−ｌに隣接する車
両進行方向下流側のＬＩＭステータ２２−２の励磁を許
容する制御手段を設けたものである。

く作用〉 上記の構成の磁気浮上搬送装置によれば、磁気浮上搬送
車１が通過するＬＩＭステータ２２−ｔは、上記制御手
段の指令により励磁状態になるので、磁気浮上搬送車１
はＬＩＭステータ２２−１より推力を受け、磁気浮上搬
送車１は勾配軌道２０を走行する。また、磁気浮上搬送
車１の先頭が次に配置されたＬＩＭステータ２２−２に
差しかかる時までには、比較的先頭部に設けられたセン
サＳ２の検出信号によりこのＬＩＭステータ２２−１に
隣接する車両進行方向下流側のＬＩＭステータ２２−２
が励磁状態となるので、磁気浮上搬送車１はＬＩＭステ
ータ２２−１．２２−２の両方から推力を受ける。した
がって、磁気浮上搬送車１は、ＬＩＭステータ２２−１
．２２−２の境界においても、連続的にほぼ一定の推力
を受けつつ勾配軌道を走行することができる。

く実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第４図は軌道２０に沿って走行する磁気浮上搬送車１を
示す断面図である。また、第５図は第４図の■−ｎ線断
面図（ただし、ＬＩＭのＬＩＭステータ２２は省略）、
第６図は第４図の■一■線断面図（ただし，ＬＩＭのＬ
ＩＭステータ２２は省略）であり、磁気浮上搬送車の走
行方向を矢印Ａ方向にとっている。

磁気浮上搬送車１は荷台を兼ねた平板状の車体２を有し
、車体２の上面には、進行方向（第４図の紙面に垂直方
向）の比較的前側と比較的後ろ側にそれぞれ２つずつ合
計４つのフレームＦが上を向けて配置されている。フレ
ームＦの上部には、断面コの字形を有する鉄心３ａ〜３
ｄが固定され、さらにその上部には、例えばＮｄ−Ｆｅ
−Ｂ合金製の永久磁石５ａ〜５ｄが固定されており、か
つ鉄心３ａ〜３ｄの回りに、電磁石を作る電磁コイル４
ａ〜４ｄが巻回されている。上記鉄心３ａ〜３ｄ，永久
磁石５ａ〜５ｄ及び電磁コイル４ａ〜４ｄにより．浮上
マグネットＭａ−Ｍｄを構成している。

また、車体２の側面には、ローラ７、８が、浮上走行時
に後述するガイド溝２４と接触せず所定の空隙を保持で
きる状態で突設されている。ローラ７は、着地時に磁気
浮上搬送車１を支持するとともに、非励磁時に浮上マグ
ネットＭａ−Ｍｄがガイドレール２１と接触しないよう
に磁気浮上搬送車１の上方向の動きを規制するものであ
り、ローラ８は磁気浮上搬送車１の左右方向への動きを
規制するものである。なお、９ａ〜９ｄは、浮上マグネ
ットＭ　ａ　−　Ｍ　ｄとガイドレール２１とのギャッ
プを例えば電磁誘導効果等を用いて測定するギヤップセ
ンサであり、１０は車体２の底部に設けられた荷物吊り
下げ用のフックである。

軌道２０は、下方が開いた長尺枠体２３と、長尺枠体２
３の天井部から吊り下げられた２本の強磁性体製の断面
「工」の字状を有するガイドレール２１と、長尺枠体２
３の側部から．内方に形戊したローラ支持用の、Ｌ型材
からなるガイド溝２４とから主構戊される。そして、軌
道２０の随所には、磁気浮上搬送車１を停止させるステ
ーションか設けられている。

また、車体２の中心部には、進行方向と平行に肉薄の、
ＬＩＭ（リニアインダクションモータ）の２次導体６が
上向きに立設されており、これに対応して地上側の随所
には、磁気浮上搬送車ｌを発進、停止させるＬＩＭのＬ
ＩＭステータが配置されている（後述）。

車体２の側面部には、磁気浮上搬送車１をステーション
の所定位置に精度よく停止させるため、磁気浮上搬送車
１の位置を表示するリニアスケール３８が設けられてお
り、地上側には、リニアスケール３８を読み取る位置検
出センサ３７が取付けられている。

車体２の後尾側端面には受光センサ４５が取付けられ、
地上側の所定位置には、緊急停止光信号を照射する発光
体（図示せず）が取付けられ、発光体の照射光により軌
道２０に沿った光路を形戊する。

さらに車体２の側面部には、磁気浮上搬送車１の質量デ
ータを送出する光送信器３４が取付けられ、ステーショ
ンの所定位置には、送信器３４から送信された光信号を
受信する光受信器３５が取付けられている。また、ガイ
ドレール２１の側面には、軌道の勾配角度を検出するた
めの勾配角度検出センサ３９が取り付けられている。

第２図は、軌道２０が傾いて設置され（以下「勾配軌道
２０」という）、磁気浮上搬送車１が勾配軌道２０を登
っている状態を示す側面図である（ただし、長尺枠体２
３は取り除いて図示してある）。

勾配軌道２０には、ＬＩＭのＬＩＭステータ２２ａ〜２
２ｄ（代表するときは番号２２で表わす）がほとんど間
隔を開けずに配置されている。ＬＩＭステータ２２単体
の長さは、車体２よりも若干長い程度に図示されている
が、これは、水平軌道に設置されるのと同一規格のＬＩ
Ｍステータ２２を使用したためである。水平軌道に設置
されるのと同一規格のＬＩＭステータ２２を使用すれば
、新たな規格のＬＩＭステータを設計する必要はなくな
り、経費と手間の節約となる。なお、ＬＩＭステータ２
２単体の長さは、これに限定されるものではなく、車体
２の長さよりも短いものでもよい。

ＬＩＭステータ２２ａ〜２２ｄに供給される電源装置と
して、２台のインバータ４１．４２が設けられている。

インバータ４１から、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を介して
、それぞれＬＩＭステータ２　２　ａ　ｓ　２　２　ｃ
に電源が供給され、インバータ４２から、スイッチＳＷ
３、ＳＷ４を介して、それぞれＬＩＭステータ２２ｂ，
２２ｄに電源が供給される。

さらに、勾配軌道２０には、各ＬＩＭステータ２２の両
端部に車体２を検出するセンサが設けられている。すな
わち、ＬＩＭステータ２２ａの比較的下部にはセンサＳ
ａｌ、ＬＩＭステータ２２ａの比較的上部にはセンサＳ
ａ２、ＬＩＭステータ２２ｂの比較的下部にはセンサＳ
ｂｌ、ＬＩＭステータ２２ｂの比較的上部にはセンサＳ
ｂ２、ＬＩＭステータ２２ｃの比較的下部にはセンサＳ
ｅｔ、ＬＩＭステータ２２ｃの比較的上部にはセンサＳ
ｃ２、ＬＩＭステータ２２ｄの比較的下部にはセンサＳ
ｄＬ，ＬＩＭステータ２２ｄの比較的上部にはセンサＳ
ｄ２が設けられている。これらの隣り合うセンサ同士の
間隔は、いずれか少なくとも１つのセンサが常に車体２
を検出できるように、車体２の長さよりも短くなってい
る。また、これらのセンサは、例えば光の通過、遮断を
検出する光送受信器等で構或することができる。

さらに第３図は、センサＳａｔ〜Ｓｄ２の信号に基づき
、所定のアルゴリズムに従ってスイッチＳＷ１〜ＳＷ４
の開閉を行うコントローラ４３を示すブロック図である
。コントローラ４３は、磁気浮上搬送システムを管制制
御するホストコンピュータ（図示せず）に組み込まれて
いる。

コントローラ４３の制御内容は、第１表に示すとおり、
ＬｒＭステータ２２の比較的下部に設けられたセンサが
オンすると、当該ＬＩＭステータ２２が励磁され、ＬＩ
Ｍステータ２２の比較的上部に設けられたセンサがオン
すると、当該ＬＩＭステータ２２およびＬＩＭステータ
２２の上側に隣接するＬＩＭステータが双方とも励磁さ
れるものである。（以下余白） 第１表 つぎに、磁気浮上搬送車１の勾配走行時のＬＩＭステー
タの励磁態様について、時間順に説明する。磁気浮上搬
送車１が下から登っていく時には、まず、センサＳａｋ
が車体２の通過を検知するとスイッチＳＷＩがオンし、
ＬＩＭステータ２２ｇが励磁される。したがって、磁気
浮上搬送車１は、１次側駆動系２２ａより登板の推力を
得る。磁気浮上搬送車１がＬＩＭステータ２２ａを半分
以上通過してセンサＳａ２が車体２を検出すると、スイ
ッチＳＷ１とともにスイッチＳＷ２がオンする。

したかって、ＬＩＭステータ２２ａとＬＩＭステータ２
２ｂとが同時に励磁されることになり、磁気浮上搬送車
１は、ＬＩＭステータ２２ａとＬＩＭステータ２２ｂと
の間をスムーズに通過することができる。

センサＳａ２の検出は、車体２がほとんどＬＩＭステー
タ２２ａを通過し終えるまで継続されるので、車体２の
一部がＬＩＭステータ２２ａに残っている限り、ＬＩＭ
ステータ２２ａか励磁される。

したがって、車体２の後端がＬＩＭステータ２２ａから
外れる時も、磁気浮上搬送車１の走行はスムーズに保た
れる。次に、車体２がセンサＳａ２をとおり過ぎると、
磁気浮上搬送車１は、ＬＩＭステータ２２ｂのみから推
力を受け、勾配軌道２０を登っていく。さらに磁気浮上
搬送車１が上昇を続けてセンサＳａ２が車体２を検出す
ると、ＬＩＭステータ２２ｂとともにＬＩＭステータ２
２ｃが励磁される。したがって、ＬＩＭステータ２２ｂ
とＬＩＭステータ２２ｃとが同時に励磁されることにな
り、磁気浮上搬送車１は、ＬＩＭステータ２２ｂとＬＩ
Ｍステータ２２ｃとの間をスムーズに通過することがで
きる。

以下、上記と全く同様にして磁気浮上搬送車１は、ＬＩ
Ｍステータ２２ｃ，２２ｄを通過していくことができる
。この場合も磁気浮上搬送車１の走行がスムーズに保た
れることは勿論である。

以上のように、ＬＩＭステータ２２の比較的下部と上部
にそれぞれ車体を検出するセンサを設け、各センサの検
出信号と各ＬＩＭステータ２２ａ〜ｄの励磁形態とを所
定のテーブルにより対応付けすることにより、磁気浮上
搬送車１のスムーズな登板走行を実現することができる
。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、磁気浮上搬送車１が勾配軌道を下降する時に
も本発明を実施することができる。

また、上記実施例では、ＬＩＭステータ２２が４つある
場合を想定したが、ＬＩＭステータ２２は、これより多
数続けて設置されているものであってもよい。また、上
記実施例では、２台のインバータ４１，４２を切り替え
て使用していたが、１台のインバータ（ただし２倍の容
量が必要である）を用いて、スイッチで切り替えて使用
することもできる。

さらに、ＬＩＭステータの断線や劣化のために励磁不能
になったにもかかわらず磁気浮上搬送車が侵入し、勾配
軌道を漬り落ちてしまうことを防止するために、第７図
に示すように、ＬＩＭステータ２２の中４こ励磁磁場確
認のための磁気険出センサＳＨを埋め込み、磁場強度が
十分てあることを確認した後、磁気浮上搬送車１の走行
を許す購威にすることも可能である。これによれば、Ｌ
ＩＭが断線等のために励磁不能になったときは、車両の
侵入を止めることができるので、車両が勾配のために滑
り落ちるという事態を未然に防ぐことができる。

その他本発明の要旨を変更しない範囲内において、種々
の設計変更を施すことが可能である。

く発明の効果〉 以上のように、本発明の磁気浮上搬送装置によれば、勾
配が大きく、また、勾配軌道か長くとも、登板の推力に
見合った容量を有するＬＩＭステータを連続的に設置し
、これらのうち、走行中の車体近傍の１台、または２台
のＬＩＭステータを同時励磁することにより、磁気浮上
搬送車１を勾配軌道に沿って走行させることができる。

したがって、勾配軌道の全長にわたるような長１．１Ｌ
ＩＭステータを設置する必要しなく、短ＬＩＭステータ
を連続的に設置するだけで勾配軌道を構戊でき、かつ、
最低限２つのＬＩＭステータを励磁すればよいので、最
少限の消費電力で運用できることになる。

また、磁気浮上搬送車１は、ＬＩＭステータの境界を走
行中においても、両方のＬＩＭステータからほぼ一定の
推力を受けるので、勾配軌道を滑らかに走行することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の勾配軌道におけるＬＩＭステータの配
置と磁気浮上搬送車の走行状態を図解する図、 第２図は一実施例に係る勾配軌道におけるＬＩＭステー
タの配置と磁気浮上搬送車の走行状態を図解する図、 第３図はＬＩＭステータに設けられたセンサと、ＬＩＭ
ステータの励磁のためのスイッチと、コントローラとの
接続状態を示すブロック図、第４図は軌道を紙面に垂直
に走行する磁気浮上搬送車を示す断面図、 第５図は第４図の■−■線断面図、 第６図は第４図のＩＩＩ−Ｉ［ｒ線断面図、第７図はＬ
ＩＭステータの中に励磁磁場確認のための磁気検出セン
サを埋め込んだ状態を示す断面図である。 １・・一磁気浮上搬送車、 ２１・・・ガイドレール、 ２２−１．２２−２， テータ、 ４３・・・コントローラ、 ２０・・・勾配軌道、 ２　２　ａ　〜２　２　ｄ−Ｌ　Ｉ　Ｍ　スＳａｔ〜Ｓ
ｄ２・・・センサ 第 １ 図 （ａ） （ｂ） １・・・磁気浮上搬送車 ２０・・・勾配軌道 ２２ａ−２２ｄ−　Ｌ　Ｉ　ＭステータＳａｔ〜Ｓｄ２
・−センサ 第 ２ 図 ４と Ｓａ１〜Ｓｄ２・・・センサ 第 ３ 図 ４５ ２２−Ｌ　Ｉ　Ｍステータ ２２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地上側駆動系にリニアモータを備え、 強磁性体で形成さたガイドレール上を非接触状態で走行
   させる磁気浮上搬送装置において、 勾配軌道に沿って、登板の推力に見合った容量を有する
   ＬＩＭステータを、複数個ほぼ連続的に配置し、 車両進行方向に向かって各ＬＩＭステータの比較的後尾
   部と先頭部に、それぞれ車体を検出するセンサを設け、 比較的後尾部に設けられたセンサの検出信号を受けると
   当該センサの設けられたＬＩＭステータの励磁を許容し
   、比較的先頭部に設けられたセンサの検出信号を受ける
   と当該センサの設けられたＬＩＭステータおよびこのＬ
   ＩＭステータに隣接する車両進行方向下流側のＬＩＭス
   テータの励磁を許容する制御手段を設けたことを特徴と
   する磁気浮上搬送装置。