WO2024100739A1 - リニア搬送装置 - Google Patents
リニア搬送装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024100739A1 WO2024100739A1 PCT/JP2022/041450 JP2022041450W WO2024100739A1 WO 2024100739 A1 WO2024100739 A1 WO 2024100739A1 JP 2022041450 W JP2022041450 W JP 2022041450W WO 2024100739 A1 WO2024100739 A1 WO 2024100739A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- stator
- stator side
- roller
- generating element
- mover
- Prior art date
Links
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 314
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 17
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
- B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
Definitions
- This disclosure relates to a linear transport device that uses a linear motor to move a transport cart along a stator-side frame.
- a linear transport device is a transport device having a base and a transport cart that moves on the base, in which a stator arranged on the base and a mover arranged on the transport cart form a linear motor, and a thrust is generated between the stator and mover by controlling the flow of electricity to the stator or mover, thereby driving the cart.
- the track shape of the transport cart can be not only a straight track but also a curved track, a closed loop track that combines these, and even a track that branches into several different tracks.
- stator side frame which is the base, is basically arranged in either the left or right direction perpendicular to both the traveling direction and the up and down direction of the transport cart, and is equipped with magnetic elements corresponding to the magnetic elements arranged on the transport cart, and upper and lower rails that engage with the upper and lower rollers.
- the upper and lower rollers or the upper and lower rails have a U-shaped or V-shaped cross section.
- the vertical behavior of the transport cart is restrained by the rollers and rails, and the behavior in the lateral direction relative to the traveling direction is restrained by the rollers and rails and the magnetic attraction force.
- the transport cart is attracted to either the left or right stator side frame by the magnetic force of the magnetic elements of the stator side frames on either the left or both sides, and the transport cart is advanced along the attracted stator side frame. This realizes track branching.
- the present disclosure has been made in consideration of the above, and aims to provide a linear transport device that can prevent the transport cart from tipping over due to a tipping moment caused by the load in the vertical direction of the transport cart when the transport cart is in a cantilevered state.
- the linear conveying device disclosed herein is a device in which a conveying cart for conveying an object is moved by a linear motor along a stator side frame arranged in a width direction perpendicular to both the traveling direction and the up-down direction of the conveying cart, and the stator side frame has a portion arranged on one side in the width direction.
- the conveying cart has a conveying cart main structure for supporting the object, a first roller provided on the conveying cart main structure, a second roller provided at a height different from that of the first roller of the conveying cart main structure, a mover side magnetic element provided on both side surfaces in the width direction of the conveying cart main structure and driving the conveying cart main structure relative to the stator side frame, and a mover side counter moment generating element that generates a counter moment between the conveying cart main structure and the stator side frame to counter the tipping of the conveying cart.
- the stator side stand is provided on a stand structure provided along the travel path of the transport cart, and has a first rail that engages with the first roller, a second rail that is provided on the stand structure and engages with the second roller, a stator side magnetic element that is provided on the stand structure and pairs with the mover side magnetic element to generate a magnetic attraction force in the horizontal direction, and a stator side opposing moment generating element that is disposed on the stand structure and generates an opposing moment between itself and its paired mover side opposing moment generating element.
- the linear conveying device disclosed herein has the effect of suppressing the tipping of the conveying cart due to the tipping moment caused by the load in the vertical direction of the conveying cart when the conveying cart is in a cantilevered state.
- FIG. 1 is a perspective view showing an example of a configuration of a linear transport device according to a first embodiment
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a linear transport device according to a first embodiment.
- FIG. 1 is a diagram for explaining the effect of the linear transport device according to the first embodiment.
- FIG. 4 is an overhead view showing an example of a branching portion and its vicinity of the linear transport device according to the first embodiment;
- FIG. 13 is a perspective view showing an example of a configuration of a linear transport device according to a second embodiment.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a linear transport device according to a second embodiment, taken at a position other than a branch portion.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a linear transport device according to a second embodiment, taken at a branching portion.
- FIG. 13 is a diagram for explaining the effect of the linear transport device according to the second embodiment.
- FIG. 13 is an overhead view showing another example of the vicinity of the branching portion of the linear transport device according to the second embodiment;
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a linear transport device according to a third embodiment, taken at a position other than a branch portion.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a linear transport device according to a third embodiment, taken at a branching portion.
- FIG. 13 is a diagram for explaining the effect of the linear transport device according to the third embodiment.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of the linear transport device according to the third embodiment.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of the linear transport
- FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of a linear transport device according to the first embodiment
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a linear transport device according to the first embodiment.
- the traveling direction of the transport vehicle 10 is the Z direction
- the up-down direction is the Y direction
- the direction perpendicular to the two directions of the Z direction and the Y direction is the X direction.
- the X direction is also referred to as the width direction.
- the Y direction is the vertical direction.
- the two relative positional relationships in the Y direction may be expressed using "up" or "down".
- the linear transport device 1 is a device that moves the transport vehicle 10, which transports an object to be transported (not shown), by a linear motor along a stator side frame 20 arranged in the width direction of the transport vehicle 10, and has a portion where the stator side frame 20 is arranged on one side in the width direction.
- the linear transport device 1 includes the transport vehicle 10 and the stator side frame 20.
- the transport cart 10 has a transport cart main structure 11, an upper V-shaped roller 12, a lower flat roller 13, a driving mover side magnetic element 14, and a moving member side magnetic element 15 for generating an opposing moment.
- the transport cart main structure 11 is a member that supports the object to be transported. Specifically, the transport cart main structure 11 is a member on which the object to be transported can be placed or fixed along the stator side frame 20. In the example of Figures 1 and 2, the transport cart main structure 11 is composed of a plate-shaped member.
- the side surfaces of the transport cart main structure 11, which are planes parallel to the Z direction and the Y direction, are larger than the front and rear surfaces, which are planes perpendicular to the Z direction, and the top and bottom surfaces, which are planes perpendicular to the Y direction.
- the upper V-shaped rollers 12 are provided on the upper part of the main structure 11 of the transport cart. In the X direction, the size of the upper V-shaped rollers 12 is larger than the size of the main structure 11 of the transport cart. In Figs. 1 and 2, the stator side frame 20 is only arranged on one side of the transport cart 10 in the X direction, but the stator side frame 20 may be arranged on the other side of the transport cart 10 in the X direction, or on both sides. Each of the upper V-shaped rollers 12 can abut against the upper V-groove rail 22 of the stator side frame 20 regardless of which side of the transport cart 10 in the X direction the stator side frame 20 is on. In the example of Fig.
- the upper V-shaped rollers 12 are supported by a rotating shaft 121 provided on the upper part of the main structure 11 of the transport cart, and rotate around the rotating shaft 121.
- the rotating shaft 121 extends in the Y direction.
- the upper V-shaped roller 12 rotates in a horizontal plane.
- the shape of the rolling surface present on the radial periphery is a V shape that fits into the rail of the stator side frame 20 described below.
- the lower flat rollers 13 are provided at the bottom of the main structure 11 of the transport cart. In the X direction, the size of the lower flat rollers 13 is larger than that of the main structure 11 of the transport cart. As a result, similar to the case of the upper V-shaped rollers 12, each of the lower flat rollers 13 can abut against the lower flat rail 23 of the stator side frame 20 regardless of which side of the transport cart 10 in the X direction the stator side frame 20 is on. In the example of FIG. 1, two lower flat rollers 13 are provided at intervals in the Z direction, but the number of lower flat rollers 13 can be arbitrary.
- the lower flat rollers 13 are supported by a rotating shaft 131 provided at the bottom of the main structure 11 of the transport cart and rotate around the rotating shaft 131.
- the rotating shaft 131 extends in the Y direction. That is, the lower flat rollers 13 rotate in a horizontal plane. In a cross section passing through the rotating shaft 131 of the lower flat rollers 13, the shape of the rolling surface present in the radial peripheral portion is flat.
- the upper V-shaped roller 12 corresponds to a first roller provided on the transport cart main structure 11, and the lower flat roller 13 corresponds to a second roller provided at a different height than the first roller on the transport cart main structure 11.
- the upper V-shaped roller 12 corresponds to a V-shaped roller
- the lower flat roller 13 corresponds to a flat roller. Note that in Figures 1 and 2, the upper V-shaped roller 12 is positioned above the lower flat roller 13, but the hierarchical relationship between the upper V-shaped roller 12 and the lower flat roller 13 may be reversed. In this case, the transport cart main structure 11 will be equipped with an upper flat roller and a lower V-shaped roller.
- the driving mover side magnetic element 14 is provided on both side surfaces in the X direction of the transport carriage main structure 11, and drives the transport carriage main structure 11 relative to the stator side frame 20.
- the driving mover side magnetic element 14 is provided on both side surfaces in the X direction of the transport carriage main structure 11 between the upper V-shaped roller 12 and the lower flat roller 13.
- the driving mover side magnetic element 14 is a permanent magnet or an electromagnet.
- the driving mover side magnetic element 14 corresponds to the mover side magnetic element.
- the opposing moment generating movable magnetic element 15 is disposed above both side surfaces of the transport cart main structure 11 in the X direction, and generates an opposing moment between the movable magnetic element 15 and the stator side frame 20 to counter the tipping of the transport cart 10. Specifically, when the transport cart 10 is in a "cantilevered state", the opposing moment generating movable magnetic element 15 generates in the transport cart 10 an opposing moment that counters the tipping moment caused by the load in the vertical direction of the transport cart 10. In the example of Figures 1 and 2, the opposing moment generating movable magnetic element 15 is provided above the upper V-roller 12. In one example, the opposing moment generating movable magnetic element 15 is a permanent magnet or an electromagnet. A permanent magnet and an electromagnet are examples of magnetic elements. The opposing moment generating movable magnetic element 15 corresponds to the movable counter moment generating element.
- the stator side frame 20 has a frame structure 21, an upper V-groove rail 22, a lower flat rail 23, a driving stator side magnetic element 24, and a counter moment generating stator side magnetic element 25.
- the platform structure 21 is a support member that supports the transport cart 10 while it is moving.
- the platform structure 21 is provided along the movement path of the transport cart 10.
- the upper V-groove rail 22 is provided on the upper part of the frame structure 21 and is a rail with a V-shaped running surface.
- the upper V-groove rail 22 is provided at a position corresponding to the upper V-shaped roller 12 of the transport cart 10 and engages with the upper V-shaped roller 12.
- the lower flat rail 23 is provided on the lower part of the mounting structure 21 and is a rail with a flat running surface.
- the lower flat rail 23 is provided at a position corresponding to the lower flat roller 13 of the transport cart 10 on the main surface of the mounting structure 21 on the side where the transport cart 10 is placed, and engages with the lower flat roller 13.
- the upper V-groove rail 22 corresponds to a first rail provided on the frame structure 21 and engages with the upper V-shaped roller 12, which is the first roller
- the lower flat rail 23 corresponds to a second rail provided on the frame structure 21 and engages with the lower flat roller 13, which is the second roller.
- the upper V-groove rail 22 corresponds to the V-groove rail
- the lower flat rail 23 corresponds to the flat rail.
- the V-groove rail and the flat rail are provided to match the positions of the V-shaped rollers and flat rollers of the transport cart 10. Therefore, if the vertical relationship between the upper V-shaped rollers 12 and the lower flat rollers 13 is reversed on the transport cart 10, the vertical relationship between the upper V-groove rail 22 and the lower flat rail 23 will also be reversed on the stator side frame 20.
- the driving stator side magnetic element 24 pairs with the driving mover side magnetic element 14 to generate a magnetic attraction force in the horizontal direction.
- the driving stator side magnetic element 24 is provided on the side of the frame structure 21 between the upper V-groove rail 22 and the lower flat rail 23 that faces the transport carriage 10.
- the driving stator side magnetic element 24 is a permanent magnet or an electromagnet.
- the driving stator side magnetic element 24 corresponds to the stator side magnetic element.
- the opposing moment generating stator side magnetic element 25 is disposed above the frame structure 21, and generates an opposing moment by the horizontal attractive force generated between the opposing moment generating mover side magnetic element 15 and the opposing moment generating mover side magnetic element 15.
- the opposing moment generating stator side magnetic element 25 is provided on the side of the frame structure 21 above the upper V-groove rail 22 on the side where the transport cart 10 is disposed.
- the opposing moment generating stator side magnetic element 25 is an electromagnet or a permanent magnet. Permanent magnets and electromagnets are examples of magnetic elements.
- the opposing moment generating stator side magnetic element 25 is disposed on the frame structure 21, and corresponds to a stator side opposing moment generating element that generates an opposing moment between the opposing moment generating mover side magnetic element 15, which is the opposing moment generating mover side opposing moment generating element and ...
- the stator side frame 20 may have a branching section. At the branching section, the stator side frame 20 is arranged on both sides of the transport cart 10 in the X direction, and at other than the branching section, the stator side frame 20 is arranged on one side of the transport cart 10 in the X direction.
- the upper V-shaped rollers 12 of the transport cart 10 engage with the upper V-groove rails 22 of the stator side frame 20, and the lower flat rollers 13 of the transport cart 10 engage with the lower flat rails 23 of the stator side frame 20, allowing the transport cart 10 to move along the stator side frame 20.
- the driving mover side magnetic element 14 and the driving stator side magnetic element 24 form a linear motor.
- at least one of the driving mover side magnetic element 14 and the driving stator side magnetic element 24 is an electromagnet.
- the vertical movement of the transport cart 10 is constrained by the upper V-shaped rollers 12 arranged on the transport cart 10 and the upper V-groove rails 22 on the stator side frame 20 that engage with the upper V-shaped rollers 12.
- the upper V-shaped rollers 12 and lower flat rollers 13 of the transport cart 10 contact the upper V-groove rails 22 and lower flat rails 23, respectively, and the aforementioned driving mover side magnetic element 14 and driving stator side magnetic element 24 generate a magnetic attraction force to the left side in FIG. 2, i.e., the negative side in the X direction, so as to press the transport cart 10 against the stator side frame 20, thereby constraining the lateral movement of the transport cart 10.
- the configuration and operation of the first embodiment shown here are the same as those in Patent Document 1.
- the transport cart 10 is provided with a moving element magnetic element 15 for generating opposing moment, which is an attraction force generating element, above the main structure 11 of the transport cart, and the stator side frame 20 is provided with a moving element magnetic element 25 for generating opposing moment, which is an attraction force generating element, above the frame structure 21.
- a horizontal magnetic attraction force is generated between the moving element magnetic element 15 for generating opposing moment and the stator side magnetic element 25 for generating opposing moment.
- the stator side frame 20 when the stator side frame 20 is arranged on one side of the transport cart 10 in the X direction, for example, when the transport cart 10 is located at a position other than the branching section, the moving element magnetic element 15 for generating opposing moment generates an attraction force between the moving element magnetic element 25 for generating opposing moment.
- the upper part of the transport cart 10 is attracted to the stator side frame 20, and when the transport cart 10 is in a "cantilevered state", it is possible to suppress the transport cart 10 from falling due to a falling moment caused by a load in the vertical direction.
- At least one of the opposing moment generating movable magnetic element 15 and the opposing moment generating stator magnetic element 25 may be an electromagnet, and the control device may control the energization of the electromagnet in synchronization with the energization control of the linear motor.
- Figures 1 and 2 show an example in which the attraction force generating element is a magnetic element
- the attraction force generating element may be based on a method other than a magnetic element.
- One example is a case in which an attraction force generating element is provided above the transport cart 10, which sucks in air between the top of the transport cart 10 and the top of the stator side frame 20. Compared to such methods that use air pressure, the method that uses a magnetic element does not require electricity to generate attraction force.
- FIG. 3 is a diagram for explaining the effect of the linear transport device according to the first embodiment.
- point P corresponds to the center of rotation, which is the center when the transport cart 10 falls when the transport cart 10 is in contact with the stator side frame 20.
- a falling moment Mt acts, which is a moment consisting of the product of the gravity Fg of the transport cart 10 in the Y direction, which is the up-down direction, and the horizontal distance xg from point P to the overall center of gravity position G of the transport cart 10.
- the horizontal distance xg is the distance in the X direction.
- a horizontal magnetic attraction force Fmag.add is generated between the opposing moment generating mover side magnetic element 15 and the opposing moment generating stator side magnetic element 25 arranged above the transport cart 10 and the stator side base 20, respectively. This makes it possible to increase the opposing moment against the toppling moment Mt.
- the condition for preventing the above-mentioned transporting vehicle 10 from tipping over will be formulated. If the gravity acting on the transporting vehicle 10 is Fg , the horizontal distance from point P to the position of the overall center of gravity G of the transporting vehicle 10 is xg , the horizontal magnetic attraction force by the driving mover side magnetic element 14 and the driving stator side magnetic element 24 is Fmag.d , the distance in the Y direction, which is the vertical direction from point P to the center of the magnetic attraction force Fmag.d of the transporting vehicle 10 is ymag.d , the horizontal magnetic attraction force between the counter moment generating mover side magnetic element 15 and the counter moment generating stator side magnetic element 25 is Fmag.add , and the distance in the Y direction from point P to the center of the magnetic attraction force Fmag.add by the counter moment generating elements is ymag.add , the condition for preventing the transporting vehicle 10 from tipping over is that the following formula (1) is established.
- the attractive force between the opposing moment generating movable magnetic element 15 and the opposing moment generating stator magnetic element 25, and the distance in the Y direction between the center of the attractive force and point P are determined based on the magnetic attractive force between the driving movable magnetic element 14 and the driving stator magnetic element 24, and the distance in the Y direction between the center of this magnetic attractive force and point P.
- FIG. 4 is an overhead view showing an example of the vicinity of the branching section of the linear transport device according to the first embodiment.
- the stator side mounts 20 are present on both sides of the transport cart 10 in the X direction.
- the transport cart 10 is controlled by a control device (not shown) so that it does not adhere to both stator side mounts 20 at the same time, but adheres to one of the stator side mounts 20.
- the transport cart 10 is provided with a counter moment generating mover side magnetic element 15 on the upper side
- the stator side frame 20 on all tracks is provided with a counter moment generating stator side magnetic element 25 on the upper side.
- a magnetic attraction force is always generated between the counter moment generating mover side magnetic element 15 of the transport cart 10 and the counter moment generating stator side magnetic element 25 of the stator side frame 20.
- the tipping moment generated by the load in the vertical direction of the transport cart 10 is offset by a counter moment including a moment generated by a magnetic attraction force generated between the drive mover side magnetic element 14 and the drive stator side magnetic element 24, and a moment generated by a magnetic attraction force generated between the counter moment generating mover side magnetic element 15 and the counter moment generating stator side magnetic element 25.
- a counter moment including a moment generated by a magnetic attraction force generated between the drive mover side magnetic element 14 and the drive stator side magnetic element 24, and a moment generated by a magnetic attraction force generated between the counter moment generating mover side magnetic element 15 and the counter moment generating stator side magnetic element 25.
- Embodiment 2 A vertical load is constantly applied to the transporting cart 10 due to gravity and the like. Depending on the weight of the transported object, in the technology described in Patent Document 1, the U-shaped or V-shaped rollers that bear the vertical load may fall off or become severely worn. Therefore, Prior Art 1 shown below discloses a linear motor in which a stator side frame is always arranged on both sides of the transporting cart on the entire track except for the branching section, and upper and lower rollers arranged on both sides in the width direction of the transporting cart are engaged with the rails of the stator side frame on both sides in the width direction.
- Prior Art 1 discloses a structure in which rollers that engage with rails added to the top surface of the stator side frame and support the transporting cart in the vertical direction are added to the upper part of both the left and right sides of the transporting cart, thereby improving the vertical support load capacity of the transporting cart.
- Prior Art 1 U.S. Patent Application Publication No. 2020/0028427
- the rollers on the opposite side for supporting the vertical load do not engage with the rails, creating a "cantilevered state" in which the vertical load is supported only by the rail of the stator side frame on the attracting side and the rollers that engage with it.
- FIG. 5 is a perspective view showing an example of the configuration of a linear transport device according to embodiment 2.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a linear transport device according to embodiment 2 at a position other than the branching portion.
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a linear transport device according to embodiment 2 at the branching portion.
- FIG. 5 shows the state of the linear transport device 1A at the branching portion.
- FIGS. 6 and 7 show cross sections perpendicular to the Z direction. In the linear transport device 1A of embodiment 2, as illustrated in FIG.
- the transport cart 10A is supported by the stator side stands 20Aa and 20Ab on both sides in the X direction in a "double-supported state," and at the branching portion, as illustrated in FIG. 5 and FIG. 7, the transport cart 10A is supported by the stator side stand 20Aa on one side in the X direction in a "cantilevered state.”
- the linear transport device 1A includes the transport cart 10A and the stator side stands 20Aa and 20Ab.
- the transport cart 10A has a transport cart main structure 11A, an upper V-shaped roller 12A, a lower flat roller 13A, driving mover side magnetic elements 14Aa, 14Ab, opposing moment generating mover side magnetic elements 15Aa, 15Ab, and an additional roller 16A.
- the transport cart main structure 11A is a member that supports the object to be transported.
- the transport cart main structure 11A is T-shaped when viewed from the Z direction.
- the transport cart main structure 11A has a plate-shaped main body 111 whose YZ surface area is larger than the other surfaces, and two plate-shaped protrusions 112 that are provided on the upper end of the main body 111 and protrude on both sides in the X direction.
- the upper V-shaped rollers 12A are provided on both sides of the transport cart main structure 11A in the X direction and rotate around the rotation axis 121A, which is an axis extending in the Y direction.
- the upper V-shaped rollers 12A are provided on the upper part of the transport cart main structure 11A.
- the upper V-shaped rollers 12A are provided on the side perpendicular to the X direction of the main body part 111 below the protruding part 112 of the transport cart main structure 11A.
- Two upper V-shaped rollers 12A are provided with a space in the X direction, and two are provided with a space in the Z direction. That is, four upper V-shaped rollers 12A are provided.
- the number of upper V-shaped rollers 12A is not limited.
- the upper V-shaped rollers 12A are supported by the rotation axis 121A provided on the upper part of the main body part 111 of the transport cart main structure 11A.
- the upper V-shaped rollers 12A rotate in a horizontal plane.
- the shape of the rolling surface on the radial periphery is a V shape that fits into the rail of the stator side frame 20A, which will be described later.
- the lower flat rollers 13A are provided on both sides of the transport cart main structure 11A in the X direction and rotate around the rotation axis 131A, which is an axis extending in the Y direction.
- the lower flat rollers 13A are provided at the bottom of the main body 111 of the transport cart main structure 11A.
- Two lower flat rollers 13A are provided at intervals in the X direction, and two lower flat rollers 13A are provided at intervals in the Z direction. That is, four lower flat rollers 13A are provided.
- the number of lower flat rollers 13A is not limited.
- the lower flat rollers 13A are supported by the rotation axis 131A provided at the bottom of the main body 111 of the transport cart main structure 11A.
- the lower flat rollers 13A rotate in a horizontal plane. In a cross section passing through the rotation axis 131A of the lower flat rollers 13A, the shape of the rolling surface present on the radial periphery is flat.
- the upper V-shaped roller 12A corresponds to the first roller provided on the transport cart main structure 11A
- the lower flat roller 13A corresponds to the second roller provided at a different height than the first roller on the transport cart main structure 11A
- the upper V-shaped roller 12A corresponds to the V-shaped roller
- the lower flat roller 13A corresponds to the flat roller. Note that in Figures 5 to 7, the upper V-shaped roller 12A is positioned above the lower flat roller 13A, but the vertical relationship between the upper V-shaped roller 12A and the lower flat roller 13A may be reversed. In this case, the transport cart main structure 11A will be equipped with an upper flat roller and a lower V-shaped roller.
- the driving mover side magnetic element 14Aa is provided on the X-direction side 111a of the transport cart main structure 11A, and drives the transport cart main structure 11A relative to the stator side frame 20Aa.
- the driving mover side magnetic element 14Aa is provided on the X-direction side 111a of the main body part 111 of the transport cart main structure 11A between the upper V-shaped roller 12A and the lower flat roller 13A.
- the driving mover side magnetic element 14Ab is provided on the X-direction side 111b of the transport cart main structure 11A, and drives the transport cart main structure 11A relative to the stator side frame 20Ab.
- the driving mover side magnetic element 14Ab is provided on the side 111b perpendicular to the X-direction of the main body part 111 of the transport cart main structure 11A between the upper V-shaped roller 12A and the lower flat roller 13A.
- the drive mover side magnetic elements 14Aa, 14Ab are permanent magnets or electromagnets.
- the drive mover side magnetic elements 14Aa, 14Ab correspond to the mover side magnetic elements.
- the drive mover side magnetic element 14Aa and the drive mover side magnetic element 14Ab will be referred to as the drive mover side magnetic element 14A when they are not individually distinguished.
- the opposing moment generating mover side magnetic element 15Aa is arranged on the X-direction side surface 112a above the transport cart main structure 11A, and generates an opposing moment between the mover side magnetic element 15Aa and the stator side frame 20Aa to counter the tipping of the transport cart 10A.
- the opposing moment generating mover side magnetic element 15Aa is provided on the side surface 112a perpendicular to the X-direction of the protruding portion 112 of the transport cart main structure 11A.
- the opposing moment generating mover side magnetic element 15Ab is arranged on the X-direction side surface 112b above the transport cart main structure 11A, and generates an opposing moment between the mover side magnetic element 15Ab and the stator side frame 20Ab to counter the tipping of the transport cart 10A.
- the opposing moment generating mover side magnetic element 15Ab is provided on the side surface 112b perpendicular to the X-direction of the protruding portion 112 of the transport cart main structure 11A.
- the opposing moment generating movable magnetic elements 15Aa and 15Ab are electromagnets or permanent magnets.
- the opposing moment generating movable magnetic elements 15Aa and 15Ab When the transport vehicle 10A is in a "cantilevered state", the opposing moment generating movable magnetic elements 15Aa and 15Ab generate an opposing moment in the transport vehicle 10A, which is a moment that counteracts the toppling moment caused by the load in the vertical direction of the transport vehicle 10A.
- the opposing moment generating movable magnetic elements 15Aa and 15Ab correspond to the movable-side opposing moment generating element.
- the opposing moment generating movable magnetic element 15Aa and the opposing moment generating movable magnetic element 15Ab are referred to as the opposing moment generating movable magnetic element 15A when they are not individually distinguished.
- the additional rollers 16A are provided on both sides of the transport cart main structure 11A in the X direction, and rotate around the rotation axis 161A, which is an axis extending in the X direction.
- the additional rollers 16A are provided on the underside of the protruding portion 112 of the transport cart main structure 11A.
- Two additional rollers 16A are provided on each of the protruding portions 112, spaced apart in the Z direction.
- the number of additional rollers 16A is not limited.
- the additional rollers 16A are supported by the rotation axis 161A provided on the protruding portion 112.
- the additional rollers 16A rotate within the YZ plane. In a cross section passing through the rotation axis 161A of the additional rollers 16A, the shape of the rolling surface present on the radial peripheral portion is flat.
- stator side mounts 20Aa, 20Ab are provided on both sides of the transport cart 10A in the X direction. That is, the stator side mounts 20Aa, 20Ab are in a "double-supported state" in the area other than the branching section. Therefore, there is a stator side mount 20Aa that faces the side surface 111a of the main body 111, and a stator side mount 20Ab that faces the side surface 111b of the main body 111.
- stator side mount 20A when the stator side mounts 20Aa and stator side mounts 20Ab are not individually distinguished, they will be referred to as the stator side mount 20A.
- the stator side frame 20A has a frame structure 21A, an upper V-groove rail 22A, a lower flat rail 23A, a driving stator side magnetic element 24A, a counter moment generating stator side magnetic element 25A, and an additional rail 26A.
- the mounting structure 21A is a support member that supports the transport cart 10A while moving it.
- the mounting structure 21A is provided along the movement path of the transport cart 10A.
- the mounting structure 21A has a main body 211A and a side wall 212A provided at the upper part of the main body 211A on the side opposite to the side on which the transport cart 10A is placed.
- the side wall 212A is provided on the upper surface of the main body 211A, protruding in the Y direction. The space above the main body 211A, surrounded by the upper surface of the main body 211A and the side wall 212A, allows the protrusion 112 of the transport cart main structure 11A to pass through.
- the upper V-groove rail 22A is provided on the upper part of the main body 211A of the frame structure 21A, and is a rail with a V-shaped running surface.
- the upper V-groove rail 22A is provided at a position corresponding to the upper V-shaped roller 12A of the transport cart 10A, and engages with the upper V-shaped roller 12A.
- the lower flat rail 23A is provided on the lower part of the main body 211A of the mounting structure 21A, and is a rail with a flat running surface.
- the lower flat rail 23A is provided on the side of the mounting structure 21A facing the transport cart 10A at a position corresponding to the lower flat roller 13A of the transport cart 10A, and engages with the lower flat roller 13A.
- the upper V-groove rail 22A is provided on the frame structure 21A and corresponds to a first rail that engages with the upper V-shaped roller 12A, which is the first roller
- the lower flat rail 23A is provided on the frame structure 21A and corresponds to a second rail that engages with the lower flat roller 13A, which is the second roller.
- the upper V-groove rail 22A corresponds to the V-groove rail
- the lower flat rail 23A corresponds to the flat rail. Note that the V-groove rail and the flat rail are provided to match the positions of the V-shaped roller and flat roller of the transport cart 10A.
- the driving stator side magnetic element 24A is paired with the driving mover side magnetic element 14A to generate a magnetic attraction force in the horizontal direction.
- the driving stator side magnetic element 24A is provided on the side facing the transport cart 10A in the main body 211A of the frame structure 21A between the upper V-groove rail 22A and the lower flat rail 23A.
- the driving stator side magnetic element 24A is a permanent magnet or an electromagnet.
- the driving stator side magnetic element 24A of the stator side frame 20Aa is referred to as the driving stator side magnetic element 24Aa
- the driving stator side magnetic element 24A of the stator side frame 20Ab is referred to as the driving stator side magnetic element 24Ab.
- the driving stator side magnetic element 24A corresponds to the stator side magnetic element.
- the counter moment generating stator side magnetic element 25A is arranged above the mounting structure 21A, and generates a counter moment by the horizontal attractive force generated between it and the paired counter moment generating mover side magnetic element 15A.
- the counter moment generating stator side magnetic element 25A is provided on the side surface facing the transport cart 10A in the side wall portion 212A of the mounting structure 21A.
- the counter moment generating stator side magnetic element 25A is an electromagnet or a permanent magnet.
- the counter moment generating stator side magnetic element 25A is arranged on the mounting structure 21A, and corresponds to a stator side counter moment generating element that generates a counter moment between it and the paired mover side counter moment generating element, the counter moment generating mover side magnetic element 15A.
- the opposing moment generating stator side magnetic element 25A of the stator side frame 20Aa is referred to as the opposing moment generating stator side magnetic element 25Aa
- the opposing moment generating stator side magnetic element 25A of the stator side frame 20Ab is referred to as the opposing moment generating stator side magnetic element 25Ab.
- the additional rail 26A is provided on the upper surface of the main body 211A of the mounting structure 21A and is a rail with a flat running surface.
- the additional rail 26A engages with the additional roller 16A.
- stator side mounts 20Aa, 20Ab on both sides of the transport cart 10A in the X direction branch off, and the stator side mount 20A is arranged only on one side of the transport cart 10A in the X direction.
- stator side mounts 20Aa, 20Ab are arranged on both sides of the transport cart 10A in the X direction.
- the transport cart 10A has the driving mover side magnetic elements 14Aa, 14Ab, the upper V-shaped roller 12A, and the lower flat roller 13A on both sides in the X direction.
- the stator side frames 20Aa, 20Ab are present on both sides in the X direction of the transport cart 10A, and the driving mover side magnetic elements 14Aa, 14Ab and the driving stator side magnetic elements 24Aa, 24Ab form a linear motor.
- at least one of the driving mover side magnetic elements 14Aa, 14Ab and the driving stator side magnetic elements 24Aa, 24Ab is an electromagnet.
- an additional roller 16A having a rotating shaft 161A extending in the X direction is added to the transport cart 10A, and an additional rail 26A is added to the upper surface of the main body 211A of the stator side frame 20A.
- the upper V-shaped roller 12A of the transport cart 10A engages with the upper V-groove rail 22A of the stator side frame 20A
- the lower flat roller 13A of the transport cart 10A engages with the lower flat rail 23A of the stator side frame 20A
- the additional roller 16A of the transport cart 10A engages with the additional rail 26A of the stator side frame 20A. This allows the transport cart 10A to move along the stator side frame 20A.
- the upper V-shaped rollers 12A, lower flat rollers 13A, and additional rollers 16A on both sides of the transport cart 10A in the X direction are engaged with the upper V-groove rails 22A, lower flat rails 23A, and additional rails 26A of the stator side frames 20Aa, 20Ab on both the left and right sides in a "double-supported state," so tipping of the transport cart 10A is not a problem.
- the stator side frame 20A at the branching point or the like is positioned on one side of the transport cart 10A in the X direction, the stator side frames 20Aa, 20Ab on both sides of the transport cart 10A in the X direction branch off.
- the transport carriage 10A is driven while being attracted only to the stator side frame 20A on one side due to the magnetic attraction between the driving stator side magnetic element 24Aa of the stator side frame 20A on one side of the stator side frames 20A on both sides in the X direction and the driving mover side magnetic element 14Aa of the transport carriage 10A.
- the transport cart 10A is in a "cantilevered state" supported by the engagement between the upper V-shaped roller 12A on the suction side and the upper V-groove rail 22A, the engagement between the lower flat roller 13A and the lower flat rail 23A, and the engagement between the additional roller 16A and the additional rail 26A.
- this "cantilevered state” it is necessary to take into consideration the tipping of the transport cart 10A, as in embodiment 1.
- the transport cart 10A is provided with opposing moment generating mover side magnetic elements 15Aa, 15Ab, which are attraction force generating elements, above the transport cart main structure 11A
- the stator side frame 20A is provided with opposing moment generating stator side magnetic elements 25Aa, 25Ab, which are attraction force generating elements, on the side wall portion 212A above the frame structure 21A.
- a horizontal magnetic attraction force is generated between these opposing moment generating mover side magnetic elements 15Aa and opposing moment generating stator side magnetic elements 25Aa, or between the opposing moment generating mover side magnetic elements 15Ab and opposing moment generating stator side magnetic elements 25Ab.
- At least one of the opposing moment generating movable magnetic elements 15Aa, 15Ab and the opposing moment generating stator magnetic elements 25Aa, 25Ab may be an electromagnet, and the control device may control the energization of the electromagnet in synchronization with the energization control of the linear motor.
- FIG. 8 is a diagram for explaining the effect of the linear conveying device according to the second embodiment.
- a tilting moment Mt acts, which is a moment consisting of the product of the gravity F g of the conveying carriage 10A in the Y direction, which is the vertical direction, and the horizontal distance x g from point P1 to the overall center of gravity position G1 of the conveying carriage 10A.
- the horizontal direction corresponds to the X direction.
- This tilting moment Mt acts to tilt the conveying carriage 10A around point P1.
- the moment consisting of the product of the horizontal magnetic attraction force F mag.d by the driving movable member side magnetic element 14Aa and the driving stator side magnetic element 24Aa and the distance y mag.d in the Y direction, which is the vertical direction, from point P1 to the center of the magnetic attraction force F mag.d of the conveying carriage 10A, becomes an opposing moment.
- the moment obtained by multiplying the lateral friction force F fric.add between the additional roller 16A and the additional rail 26A by the distance y fric.add in the Y direction, which is the vertical direction from point P1 to the additional rail 26A, is also the counter moment.
- the configuration and effect so far are the same as those of the prior art 1, and as in the first embodiment, if the tipping moment Mt exceeds the counter moment, the transporting cart 10A will tip over. For this reason, even in the technology described in the prior art 1, it was necessary to set a limit on the weight of the transported object or the horizontal distance x g between the center of gravity of the transporting cart 10A and point P1.
- a horizontal magnetic attraction force Fmag.add is generated between the opposing moment generating mover side magnetic element 15Aa and the opposing moment generating stator side magnetic element 25Aa, which are disposed above the transport vehicle 10A and the stator side base 20A , respectively. This makes it possible to increase the opposing moment against the toppling moment Mt.
- the magnetic attractive force F fric.add in the counter moment generating element can be increased or the distance y fric.add from point P1 to the center of the magnetic attractive force F fric.add of the counter moment generating element can be made wider.
- the attractive force between the opposing moment generating movable magnetic element 15A and the opposing moment generating stator magnetic element 25A, and the distance in the Y direction between the center of the attractive force and point P1 are determined based on the magnetic attractive force between the driving movable magnetic element 14A and the driving stator magnetic element 24A, and the distance in the Y direction between the center of this magnetic attractive force and point P1.
- the lateral friction force F fric.add between the additional roller 16A and the additional rail 26A acts as a counter moment
- the lateral friction force F fric.add is generally very small compared to the other components, and its effect as a counter moment is minimal.
- the stator side frames 20A are arranged on both sides of the transport cart 10A in the X direction, and the transport cart 10A is in a "double-supported state.”
- the transport cart 10A is locally in a "cantilevered state.” Because there is a possibility that the transport cart 10A may tip over at this branching section, Prior Art 1 places restrictions on the overall weight or center of gravity position of the transport cart 10A.
- a horizontal magnetic attraction force is generated by an element that generates an opposing moment, preventing the transport cart 10A from tipping over and mitigating the restrictions on the overall weight or center of gravity position of the transport cart 10A.
- FIG. 9 is an overhead view showing another example of the vicinity of the branching section of the linear transport device according to embodiment 2.
- the stator side base 20A is arranged such that the counter moment generating stator side magnetic element 25A is placed only at the branching section 32 where the transport carriage 10A is in a "cantilevered state,” and is omitted, i.e., not placed, on the other tracks, i.e., on the pre-branching track 31 and the post-branching track 33.
- the second embodiment can achieve the same effect as the first embodiment.
- Embodiment 3 discloses a transportation system in which a stator frame is placed on both sides of the transport cart at all times on the entire track except for the branching sections, rollers whose rolling surfaces have equal inclination angles to the vertical direction are provided on the top and bottom of both the left and right sides of the transport cart, and these rollers are engaged with the rails of the stator frame, thereby supporting the transport cart in the vertical direction.
- Prior Art 2 International Publication No. 2015/042409
- FIG. 10 is a cross-sectional view at a position other than the branching portion, showing an example of the configuration of a linear transport device according to embodiment 3.
- FIG. 11 is a cross-sectional view at the position of the branching portion, showing an example of the configuration of a linear transport device according to embodiment 3.
- FIGS. 10 and 11 show cross sections perpendicular to the Z direction.
- linear transport device 1B of embodiment 3 is in a "double-supported state" as shown in FIG. 10 at a position other than the branching portion, and in a "cantilevered state” at the branching portion as shown in FIG. 11.
- Linear transport device 1B comprises transport carriage 10B and stator side stands 20Ba and 20Bb.
- the transport cart 10B has a transport cart main structure 11B, upper flat rollers 12Ba, 12Bb, lower flat rollers 13Ba, 13Bb, driving mover side magnetic elements 14Ba, 14Bb, opposing moment generating mover side upper magnetic elements 15Ba, 15Bb, and opposing moment generating mover side lower magnetic elements 17Ba, 17Bb.
- the transport cart main structure 11B is a member that supports the object to be transported.
- the transport cart main structure 11B is composed of a plate-like member in which the side surfaces 111c, 111d, which are parallel to the Z direction and the Y direction, are larger than the front and rear surfaces, which are perpendicular to the Z direction, and the top and bottom surfaces, which are perpendicular to the Y direction.
- the upper flat roller 12Ba is provided above the transport cart main structure 11B in the X direction, specifically, at the upper part of the transport cart main structure 11B on the stator side frame 20Ba side.
- the upper flat roller 12Ba is supported by a rotating shaft 121Ba inclined at a predetermined inclination angle from the Y direction, and rotates around the rotating shaft 121Ba.
- the upper flat roller 12Bb is provided above the transport cart main structure 11B in the X direction, specifically, at the upper part of the transport cart main structure 11B on the stator side frame 20Bb side.
- the upper flat roller 12Bb is supported by a rotating shaft 121Bb inclined at a predetermined inclination angle from the Y direction, and rotates around the rotating shaft 121Bb.
- the rotating shafts 121Ba, 121Bb extend from the Y direction toward the X direction in a direction of a predetermined inclination angle greater than 0 degrees and less than or equal to 90 degrees.
- the rotating shafts 121Ba and 121Bb are arranged so that they are at angles set in opposite directions from the vertical direction in the XY plane. In other words, the rolling surfaces of the upper flat rollers 12Ba and 12Bb are inclined with respect to the Y direction.
- the shape of the rolling surfaces present on the radial periphery is flat.
- the upper flat rollers 12Ba and 12Bb correspond to the first rollers provided on the transport cart main structure 11B.
- the rotating shafts 121Ba and 121Bb correspond to the upper rotating shafts.
- the lower flat roller 13Ba is provided below the X-direction of the transport cart main structure 11B, specifically, at the lower part of the stator side frame 20Ba side of the transport cart main structure 11B.
- the lower flat roller 13Ba is supported by a rotating shaft 131Ba that is inclined at a predetermined inclination angle from the Y-direction, and rotates around the rotating shaft 131Ba.
- the lower flat roller 13Bb is provided below the X-direction of the transport cart main structure 11B, specifically, at the lower part of the stator side frame 20Bb side of the transport cart main structure 11B.
- the lower flat roller 13Bb is supported by a rotating shaft 131Bb that is inclined at a predetermined inclination angle from the Y-direction, and rotates around the rotating shaft 131Bb.
- the rotating shafts 131Ba, 131Bb extend from the Y-direction toward the X-direction at a predetermined inclination angle greater than 0 degrees and less than or equal to 90 degrees.
- the rotating shafts 131Ba and 131Bb are arranged so that they are at angles set in opposite directions from the negative side of the Y direction in the XY plane. In other words, the rolling surfaces of the lower flat rollers 13Ba and 13Bb are inclined with respect to the Y direction.
- the shape of the rolling surfaces present on the radial periphery is flat.
- the lower flat rollers 13Ba and 13Bb correspond to second rollers that are arranged at a different height from the first rollers of the transport cart main structure 11B.
- the rotating shafts 131Ba and 131Bb correspond to the lower rotating shafts.
- the driving mover side magnetic element 14Ba is provided on the X-direction side 111c of the transport cart main structure 11B, and drives the transport cart main structure 11B relative to the stator side frame 20Ba.
- the driving mover side magnetic element 14Ba is provided on the X-direction side 111c of the transport cart main structure 11B between the upper flat roller 12Ba and the lower flat roller 13Ba.
- the driving mover side magnetic element 14Bb is provided on the X-direction side 111d of the transport cart main structure 11B, and drives the transport cart main structure 11B relative to the stator side frame 20Bb.
- the driving mover side magnetic element 14Ba is provided on the X-direction side 111d of the transport cart main structure 11B between the upper flat roller 12Bb and the lower flat roller 13Bb.
- the drive mover side magnetic elements 14Ba, 14Bb are permanent magnets or electromagnets.
- the drive mover side magnetic elements 14Ba, 14Bb correspond to the mover side magnetic elements.
- the drive mover side magnetic elements 14Ba, 14Bb are not individually distinguished, they are referred to as the drive mover side magnetic element 14B.
- the upper magnetic element 15Ba on the movable member side for generating a counter moment is disposed at the tip of the rotating shaft 121Ba of the upper flat roller 12Ba, and generates an attractive force between the movable member side and the stator side frame 20Ba.
- the upper magnetic element 15Bb on the movable member side for generating a counter moment is disposed at the tip of the rotating shaft 121Bb of the upper flat roller 12Bb, and generates an attractive force between the movable member side and the stator side frame 20Ba.
- the upper magnetic elements 15Ba, 15Bb on the movable member side for generating a counter moment are electromagnets or permanent magnets.
- the upper magnetic elements 15Ba, 15Bb on the movable member side for generating a counter moment generate a counter moment in the transport cart 10B that counters the tipping moment caused by the load in the vertical direction of the transport cart 10B when the transport cart 10B is in a "cantilevered state".
- the upper magnetic elements 15Ba and 15Bb on the movable member side for generating the opposing moment correspond to the attractive force generating elements on the movable member side.
- the lower magnetic element 17Ba on the movable member side for generating a counter moment is disposed at the tip of the rotating shaft 131Ba of the lower flat roller 13Ba, and generates a repulsive force between the movable member side and the stator side frame 20Ba.
- the lower magnetic element 17Bb on the movable member side for generating a counter moment is disposed at the tip of the rotating shaft 131Bb of the lower flat roller 13Bb, and generates a repulsive force between the movable member side and the stator side frame 20Bb.
- the lower magnetic elements 17Ba, 17Bb on the movable member side for generating a counter moment are electromagnets or permanent magnets.
- the lower magnetic elements 17Ba, 17Bb on the movable member side for generating a counter moment generate a counter moment in the transporting cart 10B that counters the tipping moment caused by the load in the vertical direction of the transporting cart 10B when the transporting cart 10B is in a "cantilevered state".
- the lower magnetic elements 17Ba and 17Bb on the movable member side for generating opposing moment correspond to the repulsive force generating elements on the movable member side.
- the upper magnetic elements 15Ba, 15Bb on the movable member side for generating a counter moment and the lower magnetic elements 17Ba, 17Bb on the movable member side for generating a counter moment constitute the movable member side counter moment generating element.
- the movable member side counter moment generating element is disposed on both side surfaces of the transport carriage main structure 11B in the X direction, and generates a counter moment between the movable member side frame 20B and the stator side frame 20B to counter the tipping of the transport carriage 10B.
- stator side mounts 20Ba, 20Bb are provided on both sides of the transport cart 10B in the X direction in the areas other than the branching section.
- the stator side mounts 20Ba, 20Bb are in a "double-supported state" in the areas other than the branching section. Therefore, there is a stator side mount 20Ba that faces the side surface 111c of the transport cart main structure 11B, and a stator side mount 20Bb that faces the side surface 111d of the transport cart main structure 11B.
- the stator side mounts 20Ba and 20Bb will be referred to as the stator side mount 20B when they are not individually distinguished.
- the stator side frame 20B has a frame structure 21B, an upper flat rail 22B, a lower flat rail 23B, a driving stator side magnetic element 24B, an opposing moment generating stator side upper magnetic element 25B, and an opposing moment generating stator side lower magnetic element 27B.
- the mounting structure 21B is a support member that supports the transport cart 10B while moving it.
- the mounting structure 21B is provided along the movement path of the transport cart 10B.
- the mounting structure 21B has a main body 211B having a trapezoidal cross section perpendicular to the Z direction, an upper side wall 212B provided at the upper part of the main body 211B opposite the side where the transport cart 10B is arranged, and a lower side wall 213B provided at the lower part of the main body 211B opposite the side where the transport cart 10B is arranged.
- the space at the top of the main body 211B surrounded by the upper surface intersecting the Y direction of the main body 211B and the upper side wall 212B allows the upper flat rollers 12Ba, 12Bb and the upper magnetic elements 15Ba, 15Bb on the opposing moment generating movable member side to pass through.
- the upper flat rail 22B is provided on the upper surface of the main body 211B of the frame structure 21B that intersects with the Y direction, and is a rail with a flat running surface.
- the upper flat rail 22B is provided at a position corresponding to the upper flat rollers 12Ba, 12Bb of the transport cart 10B, and engages with the upper flat rollers 12Ba, 12Bb.
- the upper flat rail 22B is provided on the frame structure 21B, and corresponds to the first rail that engages with the upper flat rollers 12Ba, 12Bb, which are the first rollers.
- the lower flat rail 23B is a rail with a flat running surface, provided on the underside of the main body 211B of the frame structure 21B that intersects with the Y direction.
- the lower flat rail 23B is provided at a position corresponding to the lower flat rollers 13Ba, 13Bb of the transport cart 10B, and engages with the lower flat rollers 13Ba, 13Bb.
- the lower flat rail 23B corresponds to the second rail provided on the frame structure 21B, which engages with the second rollers, the lower flat rollers 13Ba, 13Bb.
- the driving stator side magnetic element 24B is paired with the driving mover side magnetic element 14B to generate a magnetic attraction force in the horizontal direction.
- the driving stator side magnetic element 24B is provided on the side facing the transport cart 10B in the main body 211B of the frame structure 21B between the upper flat rail 22B and the lower flat rail 23B.
- the driving stator side magnetic element 24B is a permanent magnet or an electromagnet.
- the driving stator side magnetic element 24B of the stator side frame 20Ba is referred to as the driving stator side magnetic element 24Ba
- the driving stator side magnetic element 24B of the stator side frame 20Bb is referred to as the driving stator side magnetic element 24Bb
- the driving stator side magnetic element 24B corresponds to the stator side magnetic element.
- the counter moment generating stator side upper magnetic element 25B pairs with the counter moment generating mover side upper magnetic elements 15Ba, 15Bb to generate an attractive force in the direction of the rotation shafts 121Ba, 121Bb.
- the counter moment generating stator side upper magnetic element 25B is provided on the side facing the transport cart 10B in the upper side wall portion 212B of the frame structure 21B.
- the counter moment generating stator side upper magnetic element 25B is an electromagnet or permanent magnet.
- the counter moment generating stator side upper magnetic element 25B corresponds to the stator side attractive force generating element.
- the counter moment generating stator side upper magnetic element 25B of the stator side frame 20Ba is referred to as the counter moment generating stator side upper magnetic element 25Ba
- the counter moment generating stator side upper magnetic element 25B of the stator side frame 20Bb is referred to as the counter moment generating stator side upper magnetic element 25Bb.
- the counter moment generating stator side lower magnetic element 27B pairs with the counter moment generating mover side lower magnetic elements 17Ba, 17Bb to generate a repulsive force in the direction of the rotation axes 131Ba, 131Bb.
- the counter moment generating stator side lower magnetic element 27B is provided on the side facing the transport cart 10B in the lower side wall portion 213B of the frame structure 21B.
- the counter moment generating stator side lower magnetic element 27B is an electromagnet or permanent magnet.
- the counter moment generating stator side lower magnetic element 27B corresponds to the stator side repulsive force generating element.
- the counter moment generating stator side lower magnetic element 27B of the stator side frame 20Ba is referred to as the counter moment generating stator side lower magnetic element 27Ba
- the counter moment generating stator side lower magnetic element 27B of the stator side frame 20Bb is referred to as the counter moment generating stator side lower magnetic element 27Bb.
- the counter moment generating stator side upper magnetic elements 25Ba, 25Bb and the counter moment generating stator side lower magnetic elements 27Ba, 27Bb constitute the stator side counter moment generating element.
- the stator side counter moment generating element is disposed on the mounting structure 21B, and generates a counter moment between itself and the paired mover side counter moment generating element.
- the vertical load of the transport cart 10A was supported by the upper V-shaped rollers 12A and additional rollers 16A provided on the transport cart 10A and the corresponding upper V-groove rails 22A and additional rails 26A on the stator side frame 20A.
- the vertical load of the transport cart 10B is supported by upper flat rollers 12Ba, 12Bb and lower flat rollers 13Ba, 13Bb, whose rolling surfaces have equal inclination angles with respect to the Y direction, which is the vertical direction.
- a horizontal magnetic attraction force is generated by the opposing moment generating mover side magnetic elements 15Aa, 15Ab provided at the top of the transport cart 10A and the opposing moment generating stator side upper magnetic elements 25Aa, 25Ab provided at the top of the stator side frame 20A.
- a magnetic attraction force in the direction of the rotation axes 121Ba, 121Bb is generated on the upper flat rollers 12Ba, 12Bb by the opposing moment generating mover side upper magnetic elements 15Ba, 15Bb of the transport cart 10B and the opposing moment generating stator side upper magnetic elements 25Ba, 25Bb of the stator side frame 20B.
- the lower magnetic elements 17Ba, 17Bb on the movable member side for generating a counter moment of the transport cart 10B and the lower magnetic elements 27Ba, 27Bb on the stator side for generating a counter moment of the stator side frame 20B generate a magnetic repulsive force in the direction of the rotation shafts 131Ba, 131Bb on the lower flat rollers 13Ba, 13Bb.
- the upper flat rollers 12Ba, 12Bb and the lower flat rollers 13Ba, 13Bb which have rolling surfaces arranged on both sides of the X direction of the transport cart 10B and have a fixed inclination angle with respect to the Y direction, which is the up-down direction, engage with the upper flat rails 22B and the lower flat rails 23B on the stator side frames 20Ba, 20Bb on both sides of the X direction in a "double-supported state," so that the tipping of the transport cart 10B is not a problem.
- stator side frames 20Ba, 20Bb on both sides of the X direction of the transport cart 10B branch off, and the stator side frame 20B is positioned on one side of the transport cart 10B in the X direction.
- the transport cart 10B moves along the stator side frame 20Ba, so that the stator side frame 20Ba is positioned on one side of the transport cart 10B in the X direction.
- the transport vehicle 10B is driven while being attracted only to the stator side frame 20Ba by the magnetic attraction between the driving stator side magnetic element 24Ba of the stator side frame 20Ba on one side and the driving mover side magnetic element 14Ba of the opposing transport vehicle 10B.
- the driving mover side magnetic element 14Ba and the driving stator side magnetic element 24Ba constitute a linear motor.
- at least one of the driving mover side magnetic element 14Ba and the driving stator side magnetic element 24Ba is an electromagnet.
- the upper flat roller 12Bb and the lower flat roller 13Bb on the opposite side to the side attracted to the stator side frame 20Ba of the transport vehicle 10B are not engaged with the upper flat rail 22B and the lower flat rail 23B.
- the transport cart 10B is in a "cantilevered state" supported by the engagement between the upper flat roller 12Ba on the side that is being attracted and the upper flat rail 22B, and the engagement between the lower flat roller 13Ba and the lower flat rail 23B.
- this "cantilevered state" occurs, as in the first and second embodiments, it is necessary to take into consideration the tipping of the transport cart 10B.
- the transport cart 10B includes upper magnetic elements 15Ba, 15Bb on the movable member side for generating a counter moment, and lower magnetic elements 17Ba, 17Bb on the movable member side for generating a counter moment.
- the stator side stands 20Ba, 20Bb include upper magnetic elements 25Ba, 25Bb on the movable member side for generating a counter moment, and lower magnetic elements 27Ba, 27Bb on the movable member side for generating a counter moment.
- an attractive force in this case a magnetic attractive force, is generated in the direction of the rotation axes 121Ba, 121Bb of the upper flat rollers 12Ba, 12Bb, respectively.
- a repulsive force in this case a magnetic repulsive force, is generated in the direction of the rotation shafts 131Ba and 131Bb of the lower flat rollers 13Ba and 13Bb.
- At least one of the opposing moment generating mover side upper magnetic elements 15Ba and 15Bb and the opposing moment generating stator side upper magnetic elements 25Ba and 25Bb may be an electromagnet, and the control device may control the supply of electricity to the electromagnet in synchronization with the control of the supply of electricity to the linear motor.
- At least one of the opposing moment generating mover side lower magnetic elements 17Ba, 17Bb and the opposing moment generating stator side lower magnetic elements 27Ba, 27Bb may be electromagnets, and the control device may control the energization of the electromagnets in synchronization with the energization control of the linear motor.
- the repulsive force generating element may be based on a method other than a magnetic element.
- One method uses air pressure as a repulsive force generating element.
- a repulsive force generating element is provided above the transport cart 10B, which pumps air to increase the air pressure between the lower flat rollers 13Ba, 13Bb and the lower side wall portion 213B.
- the method that uses a magnetic element does not require electricity to generate a repulsive force.
- FIG. 12 is a diagram for explaining the effect of the linear transport device according to embodiment 3.
- an example is taken of the case where the transport cart 10B is attracted to the stator side frame 20Ba.
- the balancing of the rotational moment considered in embodiment 3 concerns the balancing of rotation around the center O of the tangent circle C, which is a circle tangent to the engagement surface of the upper flat roller 12Ba and upper flat rail 22B and the engagement surface of the lower flat roller 13Ba and lower flat rail 23B in the XY plane.
- a toppling moment Mt acts around the center O of the tangent circle C, which is a moment formed by the product of the gravity Fg of the transporting vehicle 10B in the vertical Y direction and the horizontal distance xg from the center O of the tangent circle C to the overall center of gravity of the transporting vehicle 10B.
- This toppling moment Mt has the effect of toppling the transporting vehicle 10B around the center O of the tangent circle C.
- the horizontal direction corresponds to the X direction.
- the counter moment to this tilt moment Mt is the product of the horizontal magnetic attraction force F mag.d by the magnetic element 14Ba on the driving movable element side and the magnetic element 24Ba on the driving stator side, and the distance y mag.d in the Y direction, which is the vertical direction from the center O of the tangent circle C to the center of the magnetic attraction force F mag.d of the transporting carriage 10B.
- the transporting carriage 10B which is attracted in the lateral direction by the magnetic attraction force F mag.d , by the engagement between the upper flat roller 12Ba and the upper flat rail 22B, and the engagement between the lower flat roller 13Ba and the lower flat rail 23B, so that there is no difference in the respective support loads.
- the distance y mag.d in the Y direction from the center O of the tangent circle C to the center of the magnetic attraction force F mag.d of the transporting carriage 10B is zero or a very small value.
- the opposing moment resulting from the horizontal magnetic attraction force F mag.d by the driving mover side magnetic element 14Ba and the driving stator side magnetic element 24Ba in the third embodiment becomes zero or very small.
- the moment consisting of the product of the frictional force F fric.3A in the contact surface of the upper flat roller 12Ba and the upper flat rail 22B, the frictional force F fric.4A in the contact surface of the lower flat roller 13Ba and the lower flat rail 23B, and the radius R of the tangent circle C becomes the counter moment against the tipping moment.
- the frictional force on the engagement surface of the roller and the rail is very small compared to the tipping moment.
- the tipping moment of the transporting cart 10B of Prior Art 2 exceeds the opposing moment, and the transporting cart 10B easily falls over around the center O of the tangent circle C.
- the transporting cart 10B rotates and slides on the engagement surface between the upper flat roller 12Ba and the upper flat rail 22B and on the engagement surface between the lower flat roller 13Ba and the lower flat rail 23B, and falls off. For this reason, it was necessary to set a significant limit on the weight of the transported object or the distance xg between the center of gravity of the transporting cart 10B and the center O of the tangent circle C.
- a magnetic attraction force is generated in the direction of the rotation axis 121Ba of the upper flat roller 12Ba between the opposing moment generating mover side upper magnetic element 15Ba and the opposing moment generating stator side upper magnetic element 25Ba, which are arranged above the transport cart 10B and the stator side base 20Ba, respectively.
- a magnetic repulsion force is generated in the direction of the rotation axis 131Ba of the lower flat roller 13Ba between the opposing moment generating mover side lower magnetic element 17Ba and the opposing moment generating stator side lower magnetic element 27Ba, which are arranged below the transport cart 10B and the stator side base 20Ba, respectively. This makes it possible to increase the opposing moment against the tipping moment.
- the conditions for preventing the above-mentioned transport cart 10B from tipping over will now be formulated.
- the radius of the tangent circle C of the engagement surface of the upper flat roller 12Ba and the upper flat rail 22B and the engagement surface of the lower flat roller 13Ba and the lower flat rail 23B is R
- the frictional force in the contact surface of the upper flat roller 12Ba and the upper flat rail 22B is F fric.3A
- the frictional force in the contact surface of the lower flat roller 13Ba and the lower flat rail 23B is F fric.4A
- the radius from the center O of the tangent circle C to the center of the magnetic attraction force between the counter moment generating mover side upper magnetic element 15Ba and the counter moment generating stator side upper magnetic element 25Ba is R m
- the magnetic attraction force between the counter moment generating mover side upper magnetic element 15Ba and the counter moment generating stator side upper magnetic element 25Ba is F mag.3A
- Rm is also the radius from the center O of the tangent circle C to the center of the magnetic repulsive force Fmag.4A between the counter moment generating mover side lower magnetic element 17Ba and the counter moment generating stator side lower magnetic element 27Ba.
- the magnetic attractive force F mag.3A and the magnetic repulsive force F mag.4A of the counter moment generating elements can be increased, or the radius R m from the center O of the tangent circle C of the engagement surfaces of the upper and lower flat rollers 12Ba, 13Ba and the upper and lower flat rails 22B, 23B to the center of the magnetic attractive force F mag.3A and the magnetic repulsive force F mag.4A of the counter moment generating magnetic elements can be made wider.
- the sum of the magnetic attraction force between the counter moment generating mover side upper magnetic elements 15Ba, 15Bb and the counter moment generating stator side upper magnetic elements 25Ba, 25Bb and the magnetic repulsion force between the counter moment generating mover side lower magnetic elements 17Ba, 17Bb and the counter moment generating stator side lower magnetic elements 27Ba, 27Bb, as well as the center of the magnetic attraction force and the distance between the center of the magnetic repulsion force and the center O of the tangent circle C are determined based on the magnetic attraction force between the driving mover side magnetic element 14B and the driving stator side magnetic element 24B, the distance between the center of the magnetic attraction force and the center O of the tangent circle C, the friction force in the contact surface between the upper flat roller 12Ba and the upper flat rail 22B, and the friction force in the contact surface between the lower flat roller 13Ba and the lower flat rail 23B, and the radius R of the tangent circle C.
- the overhead view of the vicinity of the branching portion of the linear transport device 1B according to embodiment 3 is omitted because it is similar to the overhead view of the vicinity of the branching portion in FIG. 9 of embodiment 2, but as in embodiment 2, the counter moment generating stator side upper magnetic elements 25Ba, 25Bb and the counter moment generating stator side lower magnetic elements 27Ba, 27Bb are arranged only at the branching portion 32 where the transport carriage 10B is in a "cantilevered state", and are omitted, i.e., do not need to be arranged, on the other tracks, i.e., on the pre-branch track 31 and the post-branch track 33.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of a linear conveying device according to embodiment 3. The same components as those in FIG. 10 to FIG. 12 are given the same reference numerals, and their description is omitted.
- the magnetic repulsive force generating element that generates the magnetic repulsive force is different from that shown in FIG. 10 to FIG. 12.
- the conveying cart 10B is provided with mover side additional rollers 18Ca, 18Cb for generating counter moment instead of the mover side lower magnetic elements 17Ba, 17Bb for generating counter moment that generate magnetic repulsive force.
- the stator side frame 20B is provided with stator side additional rails 28C for generating counter moment instead of the stator side lower magnetic elements 27B for generating counter moment.
- the counter moment generating additional rollers 18Ca and 18Cb on the mover side correspond to the mover side repulsive force generating element.
- the counter moment generating additional rail 28C on the stator side corresponds to the stator side repulsive force generating element.
- the rotating shaft 131Ca supporting the lower flat roller 13Ba has a hook-shaped bent structure, and the counter moment generating mover side additional roller 18Ca is supported at its hook-shaped bent tip.
- the rotating shaft 131Cb supporting the lower flat roller 13Bb has a hook-shaped bent structure, and the counter moment generating mover side additional roller 18Cb is supported at its hook-shaped bent tip.
- the shape of the rolling surfaces present at the radial periphery is flat.
- the additional rail 28C on the stator side for generating a counter moment is provided on the lower side wall 213B of the frame structure 21B where the lower magnetic element 27B on the stator side for generating a counter moment was provided, and is a rail with a flat running surface.
- the additional rail 28C on the stator side for generating a counter moment is provided at a position corresponding to the additional rollers 18Ca, 18Cb on the movable member side for generating a counter moment of the transport cart 10B.
- the counter moment generating stator side additional rail 28C is installed only at the branching section 32, and may be omitted, i.e. not placed, on the other tracks, i.e., on the pre-branching track 31 and the post-branching track 33.
- Figure 14 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of a linear conveying device according to embodiment 3.
- the same components as those in Figures 10 to 13 are given the same reference numerals, and their description will be omitted.
- the configuration of the magnetic repulsive force generating element is different from that shown in Figure 13. That is, the conveying cart 10B is provided with counter moment generating mover side additional rails 19Da, 19Db instead of the counter moment generating mover side additional rollers 18Ca, 18Cb.
- the stator side frame 20B is provided with counter moment generating stator side additional rollers 29D instead of the counter moment generating stator side additional rails 28C.
- the frame structure 21B does not have a lower side wall portion 213B. In this case, it is necessary to arrange multiple counter moment generating stator side additional rollers 29D in the running direction on the stator side frame 20B.
- the counter moment generating additional roller 29D on the stator side is supported by a rotating shaft 291D provided on the frame structure 21B.
- the additional rails 19Da and 19Db on the movable member side for generating a counter moment correspond to the movable member side repulsive force generating element.
- the additional rollers 29D on the stator side for generating a counter moment correspond to the stator side repulsive force generating element.
- the counter moment generating additional roller 29D on the stator side may be installed only at the branching section 32, and may be omitted, i.e. not placed, on the other tracks, i.e., on the pre-branch track 31 and the post-branch track 33.
- the third embodiment can achieve the same effect as the first embodiment.
- the attractive force of the transport vehicles 10, 10A and 10B in the "cantilevered state" is the sum of the horizontal components of the magnetic attractive force F mag.d generated by the driving magnetic elements and the magnetic attractive force F mag.add of the counter moment generating element.
- the attractive forces of the transport vehicles 10, 10A and 10B must all be generated by the driving magnetic elements, but in the first, second and third embodiments, the driving magnetic elements do not need to output the horizontal component of the magnetic attractive force of the counter moment generating element.
- the magnitude of the magnetic attraction force generated between the driving mover side magnetic element 14 and the driving stator side magnetic element 24 can be calculated by subtracting the horizontal component of the magnetic attraction force between the opposing moment generating mover side magnetic element 15 and the opposing moment generating stator side magnetic element 25 from the value of the attraction force required for adhesion to the stator side base 20 located on one side of the X direction of the transport cart 10.
- At least one of the mover side counter moment generating element and the stator side counter moment generating element may be composed of an electromagnet
- the linear conveying device 1, 1A, 1B may further include a control device that controls the flow of current to the electromagnet and changes the force acting between the mover side counter moment generating element and the stator side counter moment generating element.
- the mover side magnetic elements 15, 15Aa, 15Ab for generating counter moment, the mover side upper magnetic elements 15Ba, 15Bb for generating counter moment, and the mover side lower magnetic elements 17Ba, 17Bb for generating counter moment in embodiments 1, 2 and 3 correspond to the mover side counter moment generating elements.
- the counter moment generating stator side magnetic elements 25, 25Aa, 25Ab, the counter moment generating stator side upper magnetic elements 25Ba, 25Bb, and the counter moment generating stator side lower magnetic elements 27Ba, 27Bb in the first, second, and third embodiments correspond to the stator side counter moment generating elements.
- the force acting between the mover side counter moment generating element and the stator side counter moment generating element includes a magnetic attraction force or a magnetic repulsion force. This makes it possible to vary the magnetic attraction force or magnetic repulsion force between the mover side counter moment generating element and the stator side counter moment generating element by controlling the current supply.
- the magnetic attraction force or magnetic repulsion force generated can be changed according to the fluctuation of the weight and center of gravity position of the transport carts 10, 10A, and 10B, or the gap between the mover side counter moment generating element and the stator side counter moment generating element.
- 1, 1A, 1B, 1C, 1D Linear transport device, 10, 10A, 10B: Transport cart, 11, 11A, 11B: Transport cart main structure, 12, 12A: Upper V-shaped roller, 12Ba, 12Bb: Upper flat roller, 13, 13A, 13Ba, 13Bb: Lower flat roller, 14, 14A, 14Aa, 14Ab, 14B, 14Ba, 14Bb: Driving mover side magnetic element, 15, 15A, 15Aa, 15Ab: Counter moment generating mover side magnetic element, 15Ba, 15Bb Upper magnetic element on the movable member side for generating counter moment, 16A: additional roller, 17Ba, 17Bb: lower magnetic element on the movable member side for generating counter moment, 18Ca, 18Cb: additional roller on the movable member side for generating counter moment, 19Da, 19Db: additional rail on the movable member side for generating counter moment, 20, 20A, 20Aa, 20Ab, 20B, 20Ba, 20Bb: stator side frame, 21,
Landscapes
- Non-Mechanical Conveyors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
リニア搬送装置は、搬送台車と固定子側架台とを備える。搬送台車は、対象物を支持する搬送台車主構造体と、搬送台車主構造体に設けられる第1ローラおよび第2ローラと、搬送台車主構造体の幅方向の両側の側面に設けられ、搬送台車主構造体を固定子側架台に対して駆動させる可動子側磁気要素と、搬送台車の倒れに対抗する対抗モーメントを固定子側架台との間で発生させる可動子側対抗モーメント発生要素と、を有する。固定子側架台は、搬送台車の移動経路に沿って設けられる架台構造体に設けられ、第1ローラに係合する第1レールと、架台構造体に設けられ、第2ローラに係合する第2レールと、架台構造体に設けられ、可動子側磁気要素と対となって水平方向に磁気吸引力を発生させる固定子側磁気要素と、架台構造体に配置され、対となる可動子側対抗モーメント発生要素との間で対抗モーメントを発生させる固定子側対抗モーメント発生要素と、を有する。
Description
本開示は、リニアモータを利用して搬送台車を固定子側架台に沿って移動させるリニア搬送装置に関する。
リニア搬送装置とは、基台と基台上を移動する搬送台車とを有する搬送装置において、基台に配設される固定子と、搬送台車に配設される可動子と、がリニアモータを構成し、当該固定子または可動子への通電制御によって固定子と可動子との間に推力を発生させ、台車を駆動する装置である。搬送台車の軌道形状は、直線軌道だけでなく曲線軌道、これらを組み合わせた閉ループ軌道、さらにはある軌道から複数の異なる軌道に分岐することもある。
特許文献1に記載のリニアモータコンベアシステムでは、縦長の搬送台車の両側面に駆動用の磁気要素が取付けられ、この磁気要素の上下に、水平面内で回転するローラが配置される。基台である固定子側架台は、基本的には搬送台車の進行方向および上下方向の両方に垂直な左右方向のどちらかに配置され、搬送台車に配置される磁気要素に対応する磁気要素と、上下の各ローラに係合する上下の各レールと、を備える。なお、上下のローラおよび上下のレールのどちらかは、U型またはV型の断面形状である。このような構成にすることで、搬送台車の上下方向の挙動はローラおよびレールによって拘束され、進行方向に対して横方向の挙動はローラおよびレールと磁気吸引力とによって拘束される。分岐部においては、搬送台車の左右両側に固定子側架台が存在し、左右どちらかまたは両側の固定子側架台の磁気要素の磁力によって、左右どちらかの固定子側架台に搬送台車を吸着させつつ、吸着させた固定子側架台に沿って搬送台車を進行させる。これにより軌道分岐が実現される。
特許文献1に記載の技術では、左右両側の一方の固定子側架台との間の磁気吸引力によって搬送台車が支持される「片持ち状態」になるときに、下側のローラとレールとの係合面の最下部の周りの回転モーメントの釣合が問題になる。上記係合面の最下部の周りには、搬送台車の重力などの上下方向荷重と、上記係合面の最下部から搬送台車全体の重心位置までの水平方向距離と、の積から成るモーメントである倒れモーメントが作用する。この倒れモーメントは、搬送台車を上記係合面の最下部の周りに倒す効果がある。一方、搬送台車および固定子側架台の磁気要素による水平方向の磁気吸引力と、上記係合面の最下部から搬送台車の磁気吸引力の中心までの上下方向距離と、の積から成るモーメントが対抗モーメントになる。倒れモーメントが対抗モーメントを上回ると、上記係合面の最下部の周りの回転モーメントの釣合が取れなくなり、搬送台車は倒れてしまう。このような搬送台車の倒れを防止するためには、特許文献1に記載の技術では搬送物の重量または重心位置を制限する必要があるという問題があった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、搬送台車が片持ち状態であるときに、搬送台車の上下方向の荷重由来の倒れモーメントによる搬送台車の倒れを抑制することができるリニア搬送装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のリニア搬送装置は、対象物を搬送する搬送台車を、搬送台車の進行方向および上下方向の両方に垂直な幅方向に配置される固定子側架台に沿ってリニアモータによって移動させ、固定子側架台が幅方向の片側に配置される部分を有する装置である。搬送台車は、対象物を支持する搬送台車主構造体と、搬送台車主構造体に設けられる第1ローラと、搬送台車主構造体の第1ローラとは異なる高さに設けられる第2ローラと、搬送台車主構造体の幅方向の両側の側面に設けられ、搬送台車主構造体を固定子側架台に対して駆動させる可動子側磁気要素と、搬送台車の倒れに対抗する対抗モーメントを固定子側架台との間で発生させる可動子側対抗モーメント発生要素と、を有する。固定子側架台は、搬送台車の移動経路に沿って設けられる架台構造体に設けられ、第1ローラに係合する第1レールと、架台構造体に設けられ、第2ローラに係合する第2レールと、架台構造体に設けられ、可動子側磁気要素と対となって水平方向に磁気吸引力を発生させる固定子側磁気要素と、架台構造体に配置され、対となる可動子側対抗モーメント発生要素との間で対抗モーメントを発生させる固定子側対抗モーメント発生要素と、を有する。
本開示に係るリニア搬送装置は、搬送台車が片持ち状態であるときに、搬送台車の上下方向の荷重由来の倒れモーメントによる搬送台車の倒れを抑制することができるという効果を奏する。
以下に、本開示の実施の形態に係るリニア搬送装置を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1によるリニア搬送装置の構成の一例を示す斜視図であり、図2は、実施の形態1によるリニア搬送装置の構成の一例を示す断面図である。以下では、搬送台車10の進行方向をZ方向とし、上下方向をY方向とし、Z方向およびY方向の2つの方向に垂直な方向をX方向とする。X方向は、幅方向とも称される。Y方向は、一例では鉛直方向である。さらに、以下の説明では、Y方向における2つの相対的な位置関係が、「上」または「下」を使用して表現される場合がある。リニア搬送装置1は、図示しない搬送対象の対象物を搬送する搬送台車10を、搬送台車10の幅方向に配置される固定子側架台20に沿ってリニアモータによって移動させ、固定子側架台20が幅方向の片側に配置される部分を有する装置である。リニア搬送装置1は、搬送台車10と、固定子側架台20と、を備える。
図1は、実施の形態1によるリニア搬送装置の構成の一例を示す斜視図であり、図2は、実施の形態1によるリニア搬送装置の構成の一例を示す断面図である。以下では、搬送台車10の進行方向をZ方向とし、上下方向をY方向とし、Z方向およびY方向の2つの方向に垂直な方向をX方向とする。X方向は、幅方向とも称される。Y方向は、一例では鉛直方向である。さらに、以下の説明では、Y方向における2つの相対的な位置関係が、「上」または「下」を使用して表現される場合がある。リニア搬送装置1は、図示しない搬送対象の対象物を搬送する搬送台車10を、搬送台車10の幅方向に配置される固定子側架台20に沿ってリニアモータによって移動させ、固定子側架台20が幅方向の片側に配置される部分を有する装置である。リニア搬送装置1は、搬送台車10と、固定子側架台20と、を備える。
搬送台車10は、搬送台車主構造体11と、上部V字ローラ12と、下部平ローラ13と、駆動用可動子側磁気要素14と、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15と、を有する。
搬送台車主構造体11は、搬送対象の対象物を支持する部材である。具体的には、搬送台車主構造体11は、固定子側架台20に沿って搬送対象の対象物が載置されたり、固定されたりすることが可能な部材である。図1および図2の例では、搬送台車主構造体11は、板状の部材によって構成される。搬送台車主構造体11は、Z方向およびY方向に平行な面である側面が、Z方向に垂直な面である前面および後面と、Y方向に垂直な面である上面および下面と、に比して大きい。
上部V字ローラ12は、搬送台車主構造体11の上部に設けられる。X方向において、上部V字ローラ12のサイズは、搬送台車主構造体11のサイズよりも大きい。図1および図2では、固定子側架台20が搬送台車10のX方向の一方にしか配置されていないが、固定子側架台20が搬送台車10のX方向の他方に配置される場合もあれば、両側に配置される場合もある。上部V字ローラ12のそれぞれは、固定子側架台20が搬送台車10のX方向のいずれの側にあっても、固定子側架台20の上部V溝レール22と当接可能となる。図1の例では、上部V字ローラ12は、Z方向に間隔を置いて2つ設けられるが、上部V字ローラ12の個数は任意とすることができる。上部V字ローラ12は、搬送台車主構造体11の上部に設けられる回転軸121に支持され、回転軸121の周りに回転する。回転軸121はY方向に延在する。すなわち、上部V字ローラ12は水平面内で回転する。上部V字ローラ12の回転軸121を通る断面において、半径方向の周縁部に存在する転動面の形状は、後述する固定子側架台20のレールに嵌るV字形状である。
下部平ローラ13は、搬送台車主構造体11の下部に設けられる。X方向において、下部平ローラ13のサイズは、搬送台車主構造体11のサイズよりも大きい。これによって、上部V字ローラ12の場合と同様に、下部平ローラ13のそれぞれは、固定子側架台20が搬送台車10のX方向のいずれの側にあっても、固定子側架台20の下部平レール23と当接可能となる。図1の例では、下部平ローラ13は、Z方向に間隔を置いて2つ設けられるが、下部平ローラ13の個数は任意とすることができる。下部平ローラ13は、搬送台車主構造体11の下部に設けられる回転軸131に支持され、回転軸131の周りに回転する。回転軸131はY方向に延在する。すなわち、下部平ローラ13は水平面内で回転する。下部平ローラ13の回転軸131を通る断面において、半径方向の周縁部に存在する転動面の形状は平坦である。
ここでは、上部V字ローラ12は、搬送台車主構造体11に設けられる第1ローラに対応し、下部平ローラ13は、搬送台車主構造体11の第1ローラとは異なる高さに設けられる第2ローラに対応する。また、上部V字ローラ12はV字ローラに対応し、下部平ローラ13は平ローラに対応する。なお、図1および図2では、上部V字ローラ12は下部平ローラ13よりも上に配置されているが、上部V字ローラ12と下部平ローラ13との上下関係は逆でもよい。この場合、搬送台車主構造体11は、上部平ローラと下部V字ローラとを備えることになる。
駆動用可動子側磁気要素14は、搬送台車主構造体11のX方向の両側の側面に設けられ、搬送台車主構造体11を固定子側架台20に対して駆動させる。図1および図2の例では、駆動用可動子側磁気要素14は、上部V字ローラ12と下部平ローラ13との間の搬送台車主構造体11におけるX方向の両側の側面に設けられる。一例では、駆動用可動子側磁気要素14は、永久磁石または電磁石である。駆動用可動子側磁気要素14は、可動子側磁気要素に対応する。
対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15は、搬送台車主構造体11のX方向の両側の側面の上方に配置され、固定子側架台20との間で搬送台車10の倒れに対抗する対抗モーメントを発生させる。具体的には、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15は、搬送台車10が「片持ち状態」であるときに、搬送台車10の上下方向の荷重由来の倒れモーメントに対抗するモーメントである対抗モーメントを搬送台車10に発生させる。図1および図2の例では、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15は、上部V字ローラ12よりも上方に設けられる。一例では、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15は、永久磁石または電磁石である。永久磁石および電磁石は磁気要素の一例である。対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15は、可動子側対抗モーメント発生要素に対応する。
固定子側架台20は、架台構造体21と、上部V溝レール22と、下部平レール23と、駆動用固定子側磁気要素24と、対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25と、を有する。
架台構造体21は、搬送台車10を移動させながら支持する支持部材である。架台構造体21は、搬送台車10の移動経路に沿って設けられる。
上部V溝レール22は、架台構造体21の上部に設けられ、走行面がV字形状を有するレールである。上部V溝レール22は、搬送台車10の上部V字ローラ12に対応する位置に設けられ、上部V字ローラ12に係合する。
下部平レール23は、架台構造体21の下部に設けられ、走行面が平坦なレールである。下部平レール23は、架台構造体21の搬送台車10が配置される側の主面の搬送台車10の下部平ローラ13に対応する位置に設けられ、下部平ローラ13に係合する。
ここでは、上部V溝レール22は、架台構造体21に設けられ、第1ローラである上部V字ローラ12に係合する第1レールに対応し、下部平レール23は、架台構造体21に設けられ、第2ローラである下部平ローラ13に係合する第2レールに対応する。また、上部V溝レール22はV溝レールに対応し、下部平レール23は平レールに対応する。なお、搬送台車10のV字ローラおよび平ローラの位置に合わせてV溝レールおよび平レールは設けられる。このため、搬送台車10で上部V字ローラ12と下部平ローラ13との上下関係が逆の場合には、固定子側架台20でも上部V溝レール22と下部平レール23との上下関係は逆となる。
駆動用固定子側磁気要素24は、駆動用可動子側磁気要素14と対となって水平方向に磁気吸引力を発生させる。図1および図2の例では、駆動用固定子側磁気要素24は、上部V溝レール22と下部平レール23との間の架台構造体21における搬送台車10と対向する側面に設けられる。一例では、駆動用固定子側磁気要素24は、永久磁石または電磁石である。駆動用固定子側磁気要素24は、固定子側磁気要素に対応する。
対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25は、架台構造体21の上方に配置され、対となる対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15との間で発生する水平方向の吸引力によって対抗モーメントを発生させる。図1および図2の例では、対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25は、上部V溝レール22よりも上側の架台構造体21における搬送台車10が配置される側の側面に設けられる。一例では、対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25は、電磁石または永久磁石である。永久磁石および電磁石は磁気要素の一例である。対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25は、架台構造体21に配置され、対となる可動子側対抗モーメント発生要素である対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15との間で対抗モーメントを発生させる固定子側対抗モーメント発生要素に対応する。
固定子側架台20は、分岐部を有していてもよい。固定子側架台20は、分岐部では、搬送台車10のX方向の両側に配置され、分岐部以外では、搬送台車10のX方向の一方の側に配置される。
ここで、搬送台車10の上部V字ローラ12が固定子側架台20の上部V溝レール22に係合され、搬送台車10の下部平ローラ13が固定子側架台20の下部平レール23に係合されることによって、搬送台車10は、固定子側架台20に沿って移動可能となる。駆動用可動子側磁気要素14と駆動用固定子側磁気要素24とはリニアモータを構成する。この場合、駆動用可動子側磁気要素14および駆動用固定子側磁気要素24の少なくとも一方は電磁石である。図示しない制御装置によるリニアモータへの通電制御によって、固定子側架台20の延在方向であるZ方向への駆動推力と、X方向の磁気吸引力と、が制御可能となる。
搬送台車10に配される上部V字ローラ12と、上部V字ローラ12に係合する固定子側架台20上の上部V溝レール22と、によって、搬送台車10の上下方向の挙動が拘束される。また、搬送台車10の上部V字ローラ12および下部平ローラ13のそれぞれが、上部V溝レール22および下部平レール23に接触し、前述の駆動用可動子側磁気要素14と駆動用固定子側磁気要素24とによって、図2において搬送台車10を固定子側架台20に押さえ付けるように図中左側、すなわちX方向の負側へ磁気吸引力を発生させることで、搬送台車10の横方向の挙動が拘束される。ここで示される実施の形態1における構成および動作については特許文献1と同じである。
しかし、実施の形態1においては、搬送台車10は、搬送台車主構造体11の上方に吸引力発生要素である対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15を備え、固定子側架台20は、架台構造体21の上方に吸引力発生要素である対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25を備えるようにした。これらの対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15と対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25との間で水平方向の磁気吸引力が発生する。つまり、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15は、固定子側架台20が搬送台車10のX方向の一方の側に配置される場合、一例では搬送台車10が分岐部以外の位置に存在する場合に、対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25との間で吸引力を発生させる。これによって、搬送台車10の上部が固定子側架台20に吸引され、搬送台車10が「片持ち状態」において、上下方向の荷重由来の倒れモーメントによる搬送台車10の倒れを抑制することができる。なお、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15および対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25の少なくとも一方は電磁石とし、制御装置が、リニアモータへの通電制御と同期させて電磁石に通電制御するようにしてもよい。
なお、図1および図2では、吸引力発生要素が磁気要素である場合を例に挙げたが、吸引力発生要素が磁気要素以外の他の方法に基づくものであってもよい。吸引力発生要素として、空気圧を用いる方法がある。一例では搬送台車10の上方に、搬送台車10の上方と固定子側架台20の上部との間の空気を吸い込む吸引力発生要素を設ける場合である。このような空気圧を用いる方法などと比較すれば、磁気要素を用いる方法によれば吸引力の発生にあたり電力などが不要となる。
図3は、実施の形態1によるリニア搬送装置の効果を説明するための図である。ここでは、図3中に表示される下部平ローラ13と下部平レール23との係合面の最下部である点Pの周りの回転モーメントの釣合について考える。点Pは、搬送台車10が固定子側架台20と接触している状態で、搬送台車10が倒れるときの中心である回転中心に対応する。点Pの周りには、上下方向であるY方向の搬送台車10の重力Fgと、点Pから搬送台車10の全体の重心位置Gまでの水平方向距離xgと、の積から成るモーメントである倒れモーメントMtが作用する。なお、この例では、水平方向距離xgは、X方向の距離となる。この倒れモーメントMtは、点Pの周りに搬送台車10を倒す効果がある。特許文献1では、この倒れモーメントMtに対して、駆動用可動子側磁気要素14と駆動用固定子側磁気要素24とによる水平方向の磁気吸引力Fmag.dと、点Pから搬送台車10の磁気吸引力Fmag.dの中心までのY方向の距離ymag.dと、の積から成るモーメントが対抗モーメントになる。しかし、特許文献1では、倒れモーメントMtが対抗モーメントを上回ってしまうと、搬送台車10は倒れてしまう。このため、特許文献1では、搬送物の重量、または搬送台車10の重心位置と点Pとの間の水平方向距離xgに制限を設ける必要があった。
一方、実施の形態1においては、搬送台車10および固定子側架台20のそれぞれの上方に配された対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15と対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25との間で水平方向の磁気吸引力Fmag.addを発生させるようにした。これによって、倒れモーメントMtに対する対抗モーメントを増加させることができる。
上述の搬送台車10の倒れが発生しないための条件を定式化する。搬送台車10にかかる重力をFgとし、点Pから搬送台車10の全体の重心位置Gの位置までの水平方向距離をxgとし、駆動用可動子側磁気要素14および駆動用固定子側磁気要素24による水平方向の磁気吸引力をFmag.dとし、点Pから搬送台車10の磁気吸引力Fmag.dの中心までの上下方向であるY方向の距離をymag.dとし、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15と対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25との間の水平方向の磁気吸引力をFmag.addとし、点Pから対抗モーメントの発生要素による磁気吸引力Fmag.addの中心までのY方向の距離をymag.addとすると、搬送台車10の倒れが発生しないための条件は次式(1)が成立することである。
xgFg<ymag.dFmag.d+ymag.addFmag.add ・・・(1)
(1)式からもわかるように、搬送物の重量、または搬送台車10の重心位置と点Pとの間の距離の制限を大きく緩和するには、対抗モーメントの発生要素における磁気吸引力Fmag.addを大きくするか、点Pから対抗モーメントの発生要素の磁気吸引力Fmag.addの中心までの距離ymag.addを広く取ればよい。
一例では、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15と対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25との間の吸引力、および吸引力の中心と点Pとの間のY方向の距離は、駆動用可動子側磁気要素14と駆動用固定子側磁気要素24との間の磁気吸引力と、この磁気吸引力の中心と点Pとの間のY方向の距離と、に基づいて決定される。
図4は、実施の形態1によるリニア搬送装置の分岐部付近の一例を示す俯瞰図である。実施の形態1では、分岐部32においては搬送台車10のX方向の両側に固定子側架台20が存在する。分岐部32では、搬送台車10は、両側の固定子側架台20に同時に吸着することはなく、どちらかの固定子側架台20に吸着するように、図示しない制御装置によって制御されている。分岐部32より前の軌道である分岐前軌道31および分岐部32よりも後の軌道である分岐後軌道33のように、搬送台車10が「片持ち状態」にある場合には、駆動用可動子側磁気要素14と駆動用固定子側磁気要素24とによって搬送台車10を固定子側架台20に押さえつけるように磁気吸引力を発生させることで、搬送台車10の進行方向に対して横方向の挙動は拘束される。これは特許文献1と同じ構成および動作である。
実施の形態1では、搬送台車10は、上方に対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15を備え、全軌道上の固定子側架台20は、上方に対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25を備える。そして、分岐部32を除いた分岐前軌道31および分岐後軌道33では、常に搬送台車10の対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15と固定子側架台20の対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25との間で磁気吸引力を発生させるようにした。これによって、搬送台車10の上下方向の荷重により発生する倒れモーメントが、駆動用可動子側磁気要素14と駆動用固定子側磁気要素24との間で発生する磁気吸引力により発生するモーメントと、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15と対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25との間で発生する磁気吸引力により発生するモーメントと、を含む対抗モーメントによって相殺される。この結果、搬送台車10が「片持ち状態」であるときに、搬送台車10の上下方向の荷重由来の倒れモーメントによる搬送台車10の倒れを抑制することができるという効果を奏する。
実施の形態2.
搬送台車10には重力などによって常時上下方向の荷重が作用する。搬送物の重量によっては特許文献1に記載の技術では上下方向荷重を受け持つU型またはV型のローラが脱落したり摩耗が激しくなったりする。そこで、下記に示す先行技術1には、分岐部を除く全軌道上で常時搬送台車の両側に固定子側架台を配置し、搬送台車の幅方向の両側に配置された上下のローラを幅方向の両側の固定子側架台の各レールに係合させるリニアモータが開示されている。さらに、先行技術1には、固定子側架台の上面に追加されたレールに係合し、搬送台車を上下方向に支持するローラを搬送台車の左右両側の上部に追加した構造として、搬送台車の上下方向の支持耐荷重を向上させている。
(先行技術1)米国特許出願公開第2020/0028427号明細書
搬送台車10には重力などによって常時上下方向の荷重が作用する。搬送物の重量によっては特許文献1に記載の技術では上下方向荷重を受け持つU型またはV型のローラが脱落したり摩耗が激しくなったりする。そこで、下記に示す先行技術1には、分岐部を除く全軌道上で常時搬送台車の両側に固定子側架台を配置し、搬送台車の幅方向の両側に配置された上下のローラを幅方向の両側の固定子側架台の各レールに係合させるリニアモータが開示されている。さらに、先行技術1には、固定子側架台の上面に追加されたレールに係合し、搬送台車を上下方向に支持するローラを搬送台車の左右両側の上部に追加した構造として、搬送台車の上下方向の支持耐荷重を向上させている。
(先行技術1)米国特許出願公開第2020/0028427号明細書
先行技術1に記載の技術は、分岐部以外の軌道上では搬送台車の幅方向の両側面のローラと、搬送台車の幅方向の両側の固定子側架台に備えられるレールと、が係合する「両持ち状態」になり、搬送台車が倒れることはない。しかし、分岐部において、搬送台車の幅方向の両側の固定子側架台が分岐し、一時的に、片側の固定子側架台の磁気要素の磁気吸引力によってどちらかの一方の固定子側架台のみに搬送台車が吸着する状態になる。このとき反対側の上下方向荷重支持用のローラはレールに係合せず、吸着側の固定子側架台のレールおよびこれに係合するローラのみで上下方向荷重を支持する「片持ち状態」になる。
先行技術1に記載の技術では、分岐部で「片持ち状態」になるときに、下部ローラと下部レールとの間の係合面の最下部の周りの回転モーメントの釣合の問題が発生する。追加されたローラとレールとの間の水平方向の摩擦力が対抗モーメントになる効果はあるものの、水平方向の摩擦力自体は小さいため、搬送台車の倒れを抑制する効果は期待できない。そこで、実施の形態2では、先行技術1に記載の技術で、「片持ち状態」になる場合において、搬送台車の上下方向の荷重由来の倒れモーメントによる搬送台車の倒れを抑制することができるリニア搬送装置について説明する。
図5は、実施の形態2によるリニア搬送装置の構成の一例を示す斜視図である。図6は、実施の形態2によるリニア搬送装置の構成の一例を示す分岐部以外の位置における断面図である。図7は、実施の形態2によるリニア搬送装置の構成の一例を示す分岐部の位置における断面図である。図5は、分岐部におけるリニア搬送装置1Aの状態を示している。また、図6および図7は、Z方向に垂直な断面を示している。実施の形態2のリニア搬送装置1Aでは、分岐部以外で図6に例示されるように、搬送台車10AがX方向両側の固定子側架台20Aa,20Abによって支持される「両持ち状態」となり、分岐部で図5および図7に例示されるように、搬送台車10AがX方向の片側の固定子側架台20Aaによって支持される「片持ち状態」となる。リニア搬送装置1Aは、搬送台車10Aと,固定子側架台20Aa,20Abと、を備える。
搬送台車10Aは、搬送台車主構造体11Aと、上部V字ローラ12Aと、下部平ローラ13Aと、駆動用可動子側磁気要素14Aa,14Abと、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aa,15Abと、追加ローラ16Aと、を有する。
搬送台車主構造体11Aは、搬送対象の対象物を支持する部材である。図5から図7の例では、搬送台車主構造体11Aは、Z方向から見たときにT字状である。搬送台車主構造体11Aは、YZ面の面積が他の面に比して大きい板状の本体部111と、本体部111の上端部にX方向の両側に突出して設けられる2つの板状の張出部112と、を有する。
上部V字ローラ12Aは、搬送台車主構造体11AのX方向の両側に設けられ、Y方向に延在する軸である回転軸121Aの周りに回転する。図5から図7の例では、上部V字ローラ12Aは、搬送台車主構造体11Aの上部に設けられる。具体的には、上部V字ローラ12Aは、搬送台車主構造体11Aの張出部112よりも下側の本体部111のX方向に垂直な側面に設けられる。上部V字ローラ12Aは、X方向において間隔を置いて2つ設けられるとともに、Z方向に間隔を置いて2つ設けられる。すなわち、上部V字ローラ12Aは、4つ設けられる。ただし、上部V字ローラ12Aの数は限定されるものではない。上部V字ローラ12Aは、搬送台車主構造体11Aの本体部111の上部に設けられる回転軸121Aに支持される。上部V字ローラ12Aは、水平面内で回転する。上部V字ローラ12Aの回転軸121Aを通る断面において、半径方向の周縁部に存在する転動面の形状は、後述する固定子側架台20Aのレールに嵌るV字形状である。
下部平ローラ13Aは、搬送台車主構造体11AのX方向の両側に設けられ、Y方向に延在する軸である回転軸131Aの周りに回転する。図5から図7の例では、下部平ローラ13Aは、搬送台車主構造体11Aの本体部111の下部に設けられる。下部平ローラ13Aは、X方向において間隔を置いて2つ設けられるとともに、Z方向に間隔を置いて2つ設けられる。すなわち、下部平ローラ13Aは、4つ設けられる。ただし、下部平ローラ13Aの数は限定されるものではない。下部平ローラ13Aは、搬送台車主構造体11Aの本体部111の下部に設けられる回転軸131Aに支持される。下部平ローラ13Aは水平面内で回転する。下部平ローラ13Aの回転軸131Aを通る断面において、半径方向の周縁部に存在する転動面の形状は平坦である。
ここでは、上部V字ローラ12Aは、搬送台車主構造体11Aに設けられる第1ローラに対応し、下部平ローラ13Aは、搬送台車主構造体11Aの第1ローラとは異なる高さに設けられる第2ローラに対応する。また、上部V字ローラ12AはV字ローラに対応し、下部平ローラ13Aは平ローラに対応する。なお、図5から図7では、上部V字ローラ12Aは下部平ローラ13Aよりも上に配置されているが、上部V字ローラ12Aと下部平ローラ13Aとの上下関係は逆でもよい。この場合、搬送台車主構造体11Aは、上部平ローラと下部V字ローラとを備えることになる。
駆動用可動子側磁気要素14Aaは、搬送台車主構造体11AのX方向の側面111aに設けられ、搬送台車主構造体11Aを固定子側架台20Aaに対して駆動させる。図5から図7の例では、駆動用可動子側磁気要素14Aaは、上部V字ローラ12Aと下部平ローラ13Aとの間の搬送台車主構造体11Aの本体部111におけるX方向の側面111aに設けられる。駆動用可動子側磁気要素14Abは、搬送台車主構造体11AのX方向の側面111bに設けられ、搬送台車主構造体11Aを固定子側架台20Abに対して駆動させる。図5から図7の例では、駆動用可動子側磁気要素14Abは、上部V字ローラ12Aと下部平ローラ13Aとの間の搬送台車主構造体11Aの本体部111におけるX方向に垂直な側面111bに設けられる。一例では、駆動用可動子側磁気要素14Aa,14Abは、永久磁石または電磁石である。駆動用可動子側磁気要素14Aa,14Abは、可動子側磁気要素に対応する。なお、以下では、駆動用可動子側磁気要素14Aaおよび駆動用可動子側磁気要素14Abは、個別に区別しない場合には、駆動用可動子側磁気要素14Aと称される。
対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aaは、搬送台車主構造体11Aの上方のX方向の側面112aに配置され、固定子側架台20Aaとの間で搬送台車10Aの倒れに対抗する対抗モーメントを発生させる。具体的には、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aaは、搬送台車主構造体11Aの張出部112のX方向に垂直な側面112aに設けられる。対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Abは、搬送台車主構造体11Aの上方のX方向の側面112bに配置され、固定子側架台20Abとの間で搬送台車10Aの倒れに対抗する対抗モーメントを発生させる。具体的には、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Abは、搬送台車主構造体11Aの張出部112のX方向に垂直な側面112bに設けられる。一例では、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aa,15Abは、電磁石または永久磁石である。対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aa,15Abは、搬送台車10Aが「片持ち状態」であるときに、搬送台車10Aの上下方向の荷重由来の倒れモーメントに対抗するモーメントである対抗モーメントを搬送台車10Aに発生させる。対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aa,15Abは、可動子側対抗モーメント発生要素に対応する。なお、以下では、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aaおよび対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Abは、個別に区別しない場合には、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aと称される。
追加ローラ16Aは、搬送台車主構造体11AのX方向の両側に設けられ、X方向に延在する軸である回転軸161Aの周りに回転する。図5から図7の例では、追加ローラ16Aは、搬送台車主構造体11Aの張出部112の下面に設けられる。追加ローラ16Aは、張出部112のそれぞれにZ方向に間隔を置いて2つ設けられる。ただし、追加ローラ16Aの数は限定されるものではない。追加ローラ16Aは、張出部112に設けられる回転軸161Aに支持される。追加ローラ16AはYZ面内で回転する。追加ローラ16Aの回転軸161Aを通る断面において、半径方向の周縁部に存在する転動面の形状は平坦である。
実施の形態2では、分岐部以外の部分では、固定子側架台20Aa,20Abは、搬送台車10AのX方向の両側に設けられる。すなわち、固定子側架台20Aa,20Abは、分岐部以外の部分では、「両持ち状態」となる。このため、本体部111の側面111aと対向する固定子側架台20Aaと、本体部111の側面111bと対向する固定子側架台20Abと、が存在する。なお、以下では、固定子側架台20Aaおよび固定子側架台20Abは、個別に区別しない場合には、固定子側架台20Aと称される。
固定子側架台20Aは、架台構造体21Aと、上部V溝レール22Aと、下部平レール23Aと、駆動用固定子側磁気要素24Aと、対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aと、追加レール26Aと、を有する。
架台構造体21Aは、搬送台車10Aを移動させながら支持する支持部材である。架台構造体21Aは、搬送台車10Aの移動経路に沿って設けられる。実施の形態2では、架台構造体21Aは、本体部211Aと、本体部211Aの搬送台車10Aが配置される側とは反対側の上部に設けられる側壁部212Aと、を有する。側壁部212Aは、本体部211Aの上面に、Y方向に突出して設けられる。本体部211Aの上面と側壁部212Aとによって囲まれる本体部211Aの上部の空間は、搬送台車主構造体11Aの張出部112が通過可能となる。
上部V溝レール22Aは、架台構造体21Aの本体部211Aの上部に設けられ、走行面がV字形状を有するレールである。上部V溝レール22Aは、搬送台車10Aの上部V字ローラ12Aに対応する位置に設けられ、上部V字ローラ12Aに係合する。
下部平レール23Aは、架台構造体21Aの本体部211Aの下部に設けられ、走行面が平坦なレールである。下部平レール23Aは、架台構造体21Aの搬送台車10Aと対向する側面の搬送台車10Aの下部平ローラ13Aに対応する位置に設けられ、下部平ローラ13Aに係合する。
ここでは、上部V溝レール22Aは、架台構造体21Aに設けられ、第1ローラである上部V字ローラ12Aに係合する第1レールに対応し、下部平レール23Aは、架台構造体21Aに設けられ、第2ローラである下部平ローラ13Aに係合する第2レールに対応する。また、上部V溝レール22AはV溝レールに対応し、下部平レール23Aは平レールに対応する。なお、搬送台車10AのV字ローラおよび平ローラの位置に合わせてV溝レールおよび平レールは設けられる。このため、搬送台車10Aで上部V字ローラ12Aと下部平ローラ13Aとの上下関係が逆の場合には、固定子側架台20Aでも上部V溝レール22Aと下部平レール23Aとの上下関係は逆となる。
駆動用固定子側磁気要素24Aは、駆動用可動子側磁気要素14Aと対となって水平方向に磁気吸引力を発生させる。図5から図7の例では、駆動用固定子側磁気要素24Aは、上部V溝レール22Aと下部平レール23Aとの間の架台構造体21Aの本体部211Aにおける搬送台車10Aと対向する側面に設けられる。一例では、駆動用固定子側磁気要素24Aは、永久磁石または電磁石である。なお、以下では、固定子側架台20Aaおよび固定子側架台20Abが有する駆動用固定子側磁気要素24Aを区別する場合には、固定子側架台20Aaの駆動用固定子側磁気要素24Aは、駆動用固定子側磁気要素24Aaと称され、固定子側架台20Abの駆動用固定子側磁気要素24Aは、駆動用固定子側磁気要素24Abと称される。駆動用固定子側磁気要素24Aは、固定子側磁気要素に対応する。
対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aは、架台構造体21Aの上方に配置され、対となる対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aとの間で発生する水平方向の吸引力によって対抗モーメントを発生させる。図5から図7の例では、対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aは、架台構造体21Aの側壁部212Aにおける搬送台車10Aと対向する側面に設けられる。一例では、対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aは、電磁石または永久磁石である。対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aは、架台構造体21Aに配置され、対となる可動子側対抗モーメント発生要素である対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aとの間で対抗モーメントを発生させる固定子側対抗モーメント発生要素に対応する。なお、以下では、固定子側架台20Aaおよび固定子側架台20Abが有する対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aを区別する場合には、固定子側架台20Aaの対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aは、対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aaと称され、固定子側架台20Abの対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aは、対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Abと称される。
追加レール26Aは、架台構造体21Aの本体部211Aの上面に設けられ、走行面が平坦なレールである。追加レール26Aは、追加ローラ16Aに係合する。
実施の形態2では、分岐部では、搬送台車10AのX方向の両側の固定子側架台20Aa,20Abが分岐し、搬送台車10AのX方向の一方にのみ固定子側架台20Aが配置される。また、分岐部以外では、固定子側架台20Aa,20Abは、搬送台車10AのX方向の両側に配置される。
実施の形態2では、先行技術1と同様に、搬送台車10AのX方向の両側に駆動用可動子側磁気要素14Aa,14Ab、上部V字ローラ12Aおよび下部平ローラ13Aを有する。分岐部以外の軌道上では図6に示されるように、搬送台車10AのX方向の両側に固定子側架台20Aa,20Abが存在し、駆動用可動子側磁気要素14Aa,14Abと駆動用固定子側磁気要素24Aa,24Abとによってリニアモータが構成される。この場合、駆動用可動子側磁気要素14Aa,14Abおよび駆動用固定子側磁気要素24Aa,24Abの少なくとも一方は電磁石である。また、実施の形態2では、搬送台車10AにX方向に延在する回転軸161Aを有する追加ローラ16Aが追加され、固定子側架台20Aの本体部211Aの上面に追加レール26Aが追加されている。そして、搬送台車10Aの上部V字ローラ12Aと固定子側架台20Aの上部V溝レール22Aとが係合し、搬送台車10Aの下部平ローラ13Aと固定子側架台20Aの下部平レール23Aとが係合し、搬送台車10Aの追加ローラ16Aと固定子側架台20Aの追加レール26Aとが係合する。これによって、搬送台車10Aは、固定子側架台20Aに沿って移動可能となる。
分岐部以外の軌道上では図6に示されるように、搬送台車10AのX方向の両側の上部V字ローラ12A、下部平ローラ13A、および追加ローラ16Aのそれぞれが、左右両側の固定子側架台20Aa,20Abの上部V溝レール22A、下部平レール23A、および追加レール26Aと係合する「両持ち状態」であり、搬送台車10Aの倒れは問題にならない。しかし、分岐部などの固定子側架台20Aが搬送台車10AのX方向の一方の側に配置される場合においては、搬送台車10AのX方向の両側の固定子側架台20Aa,20Abが分岐する。この結果、図7に示されるように、X方向の両側の固定子側架台20Aのうち片側の固定子側架台20Aの駆動用固定子側磁気要素24Aaと搬送台車10Aの駆動用可動子側磁気要素14Aaとの間の磁気吸引力によって、片側の固定子側架台20Aaのみに搬送台車10Aが吸着しつつ駆動される。
このとき、固定子側架台20Abが存在しない反対側の上部V字ローラ12A、下部平ローラ13Aおよび追加ローラ16Aのそれぞれは、上部V溝レール22A、下部平レール23Aおよび追加レール26Aとは係合していない。すなわち、搬送台車10Aは吸着側の上部V字ローラ12Aと上部V溝レール22Aとの係合、下部平ローラ13Aと下部平レール23Aとの係合、および追加ローラ16Aと追加レール26Aとの係合によって支持される「片持ち状態」になる。この「片持ち状態」となる分岐部では実施の形態1と同様に、搬送台車10Aの倒れを考慮する必要がある。
実施の形態2においては、搬送台車10Aは、搬送台車主構造体11Aの上方に吸引力発生要素である対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aa,15Abを備え、固定子側架台20Aは、架台構造体21Aの上方の側壁部212Aに吸引力発生要素である対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aa,25Abを備えるようにした。これらの対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aaと対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aaとの間、または対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Abと対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Abとの間で水平方向の磁気吸引力が発生する。これによって、搬送台車10Aが「片持ち状態」においても、搬送台車10Aの上部が固定子側架台20Aに吸引され、上下方向の荷重由来の倒れモーメントによる搬送台車10Aの倒れを抑制することができる。なお、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aa,15Abおよび対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aa,25Abの少なくとも一方は電磁石とし、制御装置が、リニアモータへの通電制御と同期させて電磁石に通電制御するようにしてもよい。
図8は、実施の形態2によるリニア搬送装置の効果を説明するための図である。実施の形態1と同様に下部平ローラ13Aおよび下部平レール23Aの係合面の最下部である点P1の周りの回転モーメントの釣合について考える。この点P1の周りには、上下方向であるY方向の搬送台車10Aの重力Fgと、点P1から搬送台車10Aの全体の重心位置G1までの水平方向距離xgと、の積から成るモーメントである倒れモーメントMtが作用する。この例では、水平方向はX方向に対応する。この倒れモーメントMtは点P1の周りに搬送台車10Aを倒す作用がある。この倒れモーメントMtに対して、駆動用可動子側磁気要素14Aaと駆動用固定子側磁気要素24Aaとによる水平方向の磁気吸引力Fmag.dと、点P1から搬送台車10Aの磁気吸引力Fmag.dの中心までの上下方向であるY方向の距離ymag.dと、の積から成るモーメントが対抗モーメントになる。
また実施の形態2では、追加ローラ16Aと追加レール26Aとの間の横方向摩擦力Ffric.addと、点P1から追加レール26Aまでの上下方向であるY方向の距離yfric.addと、の積から成るモーメントも対抗モーメントになる。ここまでの構成と効果とは先行技術1と同様であり、実施の形態1と同様に、倒れモーメントMtが対抗モーメントを上回ってしまうと、搬送台車10Aは倒れてしまう。このため、先行技術1に記載の技術でも、搬送物の重量、または搬送台車10Aの重心位置と点P1との間の水平方向距離xgに制限を設ける必要があった。
一方、実施の形態2においては、搬送台車10Aおよび固定子側架台20Aのそれぞれの上方に配された対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aaと対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aaとの間で水平方向の磁気吸引力Fmag.addを発生させるようにした。これによって、倒れモーメントMtに対する対抗モーメントを増加させることができる。
上述の搬送台車10Aの倒れが発生しないための条件を定式化する。実施の形態1での変数定義に加え、追加ローラ16Aと追加レール26Aとの間の横方向摩擦力をFfric.addとし、点P1から追加レール26AまでのY方向の距離をyfric.addとすると、搬送台車10Aの倒れが発生しないための条件は次式(2)が成立することである。
xgFg<ymag.dFmag.d+yfric.addFfric.add+ymag.addFmag.add ・・・(2)
実施の形態1と同様に、搬送物の重量、または搬送台車10Aの重心位置と点P1との間の水平方向距離xgの制限を緩和するには、対抗モーメントの発生要素における磁気吸引力Ffric.addを大きくするか、点P1から対抗モーメントの発生要素の磁気吸引力Ffric.addの中心までの距離yfric.addを広く取ればよい。
一例では、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aと対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aとの間の吸引力、および吸引力の中心と点P1との間のY方向の距離は、駆動用可動子側磁気要素14Aと駆動用固定子側磁気要素24Aとの間の磁気吸引力と、この磁気吸引力の中心と点P1との間のY方向の距離と、に基づいて決定される。
なお、対抗モーメントとして、追加ローラ16Aと追加レール26Aとの横方向摩擦力Ffric.addの効果があるものの、一般的には横方向摩擦力Ffric.addは他の成分と比較して非常に小さく、対抗モーメントとしての効果は微小である。
図6に示されるように、分岐部以外では搬送台車10AのX方向の両側に固定子側架台20Aが配置され、搬送台車10Aは「両持ち状態」である。しかし、分岐部においては、X方向の両側の固定子側架台20Aのうち一方しか存在しないので、搬送台車10Aは局所的に「片持ち状態」となる。この分岐部で搬送台車10Aが倒れる可能性があるため、先行技術1では搬送台車10Aの全体の重量または重心位置に制限があった。しかし、実施の形態2では、対抗モーメントの発生要素で水平方向磁気吸引力を発生させることで、搬送台車10Aの倒れを防止し、搬送台車10Aの全体の重量または重心位置の制限を緩和する。
図9は、実施の形態2によるリニア搬送装置の分岐部付近の他の例を示す俯瞰図である。上記したように、「片持ち状態」となるのは、分岐部32のみである。このため、図9に示されるように、固定子側架台20Aは、搬送台車10Aが「片持ち状態」となる分岐部32にのみ対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25Aを配置して、それ以外の軌道上、すなわち分岐前軌道31上および分岐後軌道33上では省略、すなわち配置されなくてもよい。
実施の形態2によっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
実施の形態3.
下記に示す先行技術2では、分岐部を除く全軌道上で常時搬送台車の両側に固定子側架台を配置し、転動面が鉛直方向に対して等しい傾斜角を有するローラを搬送台車の左右両側の上下に設け、これらのローラを固定子側架台のレールと係合させることで、搬送台車を上下方向に支持する輸送システムが開示されている。
(先行技術2)国際公開第2015/042409号
下記に示す先行技術2では、分岐部を除く全軌道上で常時搬送台車の両側に固定子側架台を配置し、転動面が鉛直方向に対して等しい傾斜角を有するローラを搬送台車の左右両側の上下に設け、これらのローラを固定子側架台のレールと係合させることで、搬送台車を上下方向に支持する輸送システムが開示されている。
(先行技術2)国際公開第2015/042409号
分岐部で「片持ち状態」になるときに、先行技術2に記載の技術の場合には、上下のローラの各係合面に接する円である接円の中心の回りの回転の釣合が問題になる。この接円の中心の周りに作用するモーメントは、搬送台車の上下方向荷重と、接円の中心から搬送台車全体の重心位置までの水平方向の距離と、の積から成る倒れモーメントである。この倒れモーメントは、搬送台車を接円の中心の周りに倒す効果がある。設計上は、接円の中心から搬送台車の磁気吸引力の中心までの上下方向の距離はゼロ、または非常に小さくなるため、搬送台車と固定子側架台との磁気要素による水平方向の磁気吸引力による対抗モーメントは非常に小さくなる。また、ローラとレールとの間の摩擦力による対抗モーメントも先行技術1と同様に微小であるため、搬送台車は接円の中心の周りに容易に転倒してしまう。つまり、上下のローラの各係合面上を滑るように回転脱落が発生する。この結果、特許文献1および先行技術1と同様に搬送物の重量または重心位置を制限する必要があるという問題があった。実施の形態3では、転動面が鉛直方向に対して等しい傾斜角を有するローラを左右両側の上下に設けた搬送台車が「片持ち状態」にある場合に、接円の中心の周りに搬送台車が転倒してしまうことを従来に比して抑制することができるリニア搬送装置について説明する。
図10は、実施の形態3によるリニア搬送装置の構成の一例を示す分岐部以外の位置における断面図である。図11は、実施の形態3によるリニア搬送装置の構成の一例を示す分岐部の位置における断面図である。図10および図11は、Z方向に垂直な断面を示している。実施の形態3のリニア搬送装置1Bは、実施の形態2の場合と同様に、分岐部以外で図10に示されるように「両持ち状態」となり、分岐部で図11に示されるように「片持ち状態」となる。リニア搬送装置1Bは、搬送台車10Bと、固定子側架台20Ba,20Bbと、を備える。
搬送台車10Bは、搬送台車主構造体11Bと、上部平ローラ12Ba,12Bbと、下部平ローラ13Ba,13Bbと、駆動用可動子側磁気要素14Ba,14Bbと、対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbと、対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbと、を有する。
搬送台車主構造体11Bは、搬送対象の対象物を支持する部材である。図10および図11の例では、搬送台車主構造体11Bは、Z方向およびY方向に平行な面である側面111c,111dが、Z方向に垂直な面である前面および後面と、Y方向に垂直な面である上面および下面と、に比して大きい板状の部材によって構成される。
上部平ローラ12Baは、搬送台車主構造体11BのX方向の上方、具体的には、搬送台車主構造体11Bの固定子側架台20Ba側の上部に設けられる。上部平ローラ12Baは、Y方向から定められた傾斜角で傾斜する回転軸121Baに支持され、回転軸121Baの周りに回転する。上部平ローラ12Bbは、搬送台車主構造体11BのX方向の上方、具体的には、搬送台車主構造体11Bの固定子側架台20Bb側の上部に設けられる。上部平ローラ12Bbは、Y方向から定められた傾斜角で傾斜する回転軸121Bbに支持され、回転軸121Bbの周りに回転する。回転軸121Ba,121BbはY方向からX方向に向かって0度よりも大きく90度以下の定められた傾斜角の方向に延在する。回転軸121Baと回転軸121Bbとは、XY面内で鉛直方向からそれぞれ逆方向に定められた角度となるように設けられる。つまり、上部平ローラ12Ba,12Bbの転動面は、Y方向に対して傾斜している。上部平ローラ12Ba,12Bbの回転軸121Ba,121Bbを通る断面において、半径方向の周縁部に存在する転動面の形状は平坦である。上部平ローラ12Ba,12Bbは、搬送台車主構造体11Bに設けられる第1ローラに対応する。回転軸121Baおよび回転軸121Bbは、上部回転軸に対応する。
下部平ローラ13Baは、搬送台車主構造体11BのX方向の下方、具体的には、搬送台車主構造体11Bの固定子側架台20Ba側の下部に設けられる。下部平ローラ13Baは、Y方向から定められた傾斜角で傾斜する回転軸131Baに支持され、回転軸131Baの周りに回転する。下部平ローラ13Bbは、搬送台車主構造体11BのX方向の下方、具体的には、搬送台車主構造体11Bの固定子側架台20Bb側の下部に設けられる。下部平ローラ13Bbは、Y方向から定められた傾斜角で傾斜する回転軸131Bbに支持され、回転軸131Bbの周りに回転する。回転軸131Ba,131BbはY方向からX方向に向かって0度よりも大きく90度以下の定められた傾斜角の方向に延在する。回転軸131Baと回転軸131Bbとは、XY面内でY方向負側からそれぞれ逆方向に定められた角度となるように設けられる。つまり、下部平ローラ13Ba,13Bbの転動面は、Y方向に対して傾斜している。下部平ローラ13Ba,13Bbの回転軸131Ba,131Bbを通る断面において、半径方向の周縁部に存在する転動面の形状は平坦である。下部平ローラ13Ba,13Bbは、搬送台車主構造体11Bの第1ローラとは異なる高さに設けられる第2ローラに対応する。回転軸131Baおよび回転軸131Bbは、下部回転軸に対応する。
駆動用可動子側磁気要素14Baは、搬送台車主構造体11BのX方向の側面111cに設けられ、搬送台車主構造体11Bを固定子側架台20Baに対して駆動させる。図10および図11の例では、駆動用可動子側磁気要素14Baは、上部平ローラ12Baと下部平ローラ13Baとの間の搬送台車主構造体11BにおけるX方向の側面111cに設けられる。駆動用可動子側磁気要素14Bbは、搬送台車主構造体11BのX方向の側面111dに設けられ、搬送台車主構造体11Bを固定子側架台20Bbに対して駆動させる。図10および図11の例では、駆動用可動子側磁気要素14Baは、上部平ローラ12Bbと下部平ローラ13Bbとの間の搬送台車主構造体11BにおけるX方向の側面111dに設けられる。一例では、駆動用可動子側磁気要素14Ba,14Bbは、永久磁石または電磁石である。駆動用可動子側磁気要素14Ba,14Bbは、可動子側磁気要素に対応する。駆動用可動子側磁気要素14Ba,14Bbは、個別に区別しない場合には、駆動用可動子側磁気要素14Bと称される。
対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Baは、上部平ローラ12Baの回転軸121Baの先端部に配置され、固定子側架台20Baとの間で吸引力を発生させる。対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Bbは、上部平ローラ12Bbの回転軸121Bbの先端部に配置され、固定子側架台20Baとの間で吸引力を発生させる。一例では、対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbは、電磁石または永久磁石である。対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbは、搬送台車10Bが「片持ち状態」であるときに、搬送台車10Bの上下方向の荷重由来の倒れモーメントに対抗するモーメントである対抗モーメントを搬送台車10Bに発生させる。対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbは、可動子側吸引力発生要素に対応する。
対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Baは、下部平ローラ13Baの回転軸131Baの先端部に配置され、固定子側架台20Baとの間で反発力を発生させる。対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Bbは、下部平ローラ13Bbの回転軸131Bbの先端部に配置され、固定子側架台20Bbとの間で反発力を発生させる。一例では、対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbは、電磁石または永久磁石である。対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbは、搬送台車10Bが「片持ち状態」であるときに、搬送台車10Bの上下方向の荷重由来の倒れモーメントに対抗するモーメントである対抗モーメントを搬送台車10Bに発生させる。対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbは、可動子側反発力発生要素に対応する。
対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbと対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbとは、可動子側対抗モーメント発生要素を構成する。可動子側対抗モーメント発生要素は、搬送台車主構造体11BのX方向の両側の側面に配置され、固定子側架台20Bとの間で搬送台車10Bの倒れに対抗する対抗モーメントを発生させる。
実施の形態3でも、実施の形態2と同様に、分岐部以外の部分では、固定子側架台20Ba,20Bbは、搬送台車10BのX方向の両側に設けられる。すなわち、固定子側架台20Ba,20Bbは、分岐部以外の部分では、「両持ち状態」となる。このため、搬送台車主構造体11Bの側面111cと対向する固定子側架台20Baと、搬送台車主構造体11Bの側面111dと対向する固定子側架台20Bbと、が存在する。なお、以下では、固定子側架台20Baおよび固定子側架台20Bbは、個別に区別しない場合には、固定子側架台20Bと称される。
固定子側架台20Bは、架台構造体21Bと、上部平レール22Bと、下部平レール23Bと、駆動用固定子側磁気要素24Bと、対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Bと、対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bと、を有する。
架台構造体21Bは、搬送台車10Bを移動させながら支持する支持部材である。架台構造体21Bは、搬送台車10Bの移動経路に沿って設けられる。実施の形態3では、架台構造体21Bは、Z方向に垂直な断面が台形状である本体部211Bと、本体部211Bの搬送台車10Bが配置される側とは反対側の上部に設けられる上部側壁部212Bと、本体部211Bの搬送台車10Bが配置される側とは反対側の下部に設けられる下部側壁部213Bと、を有する。本体部211BのY方向と交差する上側の面と上部側壁部212Bとによって囲まれる本体部211Bの上部の空間は、上部平ローラ12Ba,12Bbおよび対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbが通過可能となる。本体部211BのY方向と交差する下側の面と下部側壁部213Bとによって囲まれる本体部211Bの下部の空間は、下部平ローラ13Ba,13Bbおよび対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbが通過可能となる。
上部平レール22Bは、架台構造体21Bの本体部211BのY方向と交差する上面に設けられ、走行面が平坦なレールである。上部平レール22Bは、搬送台車10Bの上部平ローラ12Ba,12Bbに対応する位置に設けられ、上部平ローラ12Ba,12Bbに係合する。上部平レール22Bは、架台構造体21Bに設けられ、第1ローラである上部平ローラ12Ba,12Bbに係合する第1レールに対応する。
下部平レール23Bは、架台構造体21Bの本体部211BのY方向と交差する下面に設けられ、走行面が平坦なレールである。下部平レール23Bは、搬送台車10Bの下部平ローラ13Ba,13Bbに対応する位置に設けられ、下部平ローラ13Ba,13Bbに係合する。下部平レール23Bは、架台構造体21Bに設けられ、第2ローラである下部平ローラ13Ba,13Bbに係合する第2レールに対応する。
駆動用固定子側磁気要素24Bは、駆動用可動子側磁気要素14Bと対となって水平方向に磁気吸引力を発生させる。図10および図11の例では、駆動用固定子側磁気要素24Bは、上部平レール22Bと下部平レール23Bとの間の架台構造体21Bの本体部211Bにおける搬送台車10Bと対向する側面に設けられる。一例では、駆動用固定子側磁気要素24Bは、永久磁石または電磁石である。なお、以下では、固定子側架台20Baおよび固定子側架台20Bbが有する駆動用固定子側磁気要素24Bを区別する場合には、固定子側架台20Baの駆動用固定子側磁気要素24Bは、駆動用固定子側磁気要素24Baと称され、固定子側架台20Bbの駆動用固定子側磁気要素24Bは、駆動用固定子側磁気要素24Bbと称される。駆動用固定子側磁気要素24Bは、固定子側磁気要素に対応する。
対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Bは、対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbと対となって回転軸121Ba,121Bbの方向に吸引力を発生させる。図10および図11の例では、対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Bは、架台構造体21Bの上部側壁部212Bにおける搬送台車10Bと対向する側面に設けられる。一例では、対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Bは、電磁石または永久磁石である。対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Bは、固定子側吸引力発生要素に対応する。なお、以下では、固定子側架台20Baおよび固定子側架台20Bbが有する対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Bを区別する場合には、固定子側架台20Baの対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Bは、対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Baと称され、固定子側架台20Bbの対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Bは、対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Bbと称される。
対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bは、対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbと対となって回転軸131Ba,131Bbの方向に反発力を発生させる。図10および図11の例では、対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bは、架台構造体21Bの下部側壁部213Bにおける搬送台車10Bと対向する側面に設けられる。一例では、対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bは、電磁石または永久磁石である。対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bは、固定子側反発力発生要素に対応する。なお、以下では、固定子側架台20Baおよび固定子側架台20Bbが有する対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bを区別する場合には、固定子側架台20Baの対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bは、対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Baと称され、固定子側架台20Bbの対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bは、対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bbと称される。
対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Ba,25Bbと対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Ba,27Bbとは、固定子側対抗モーメント発生要素を構成する。固定子側対抗モーメント発生要素は、架台構造体21Bに配置され、対となる可動子側対抗モーメント発生要素との間で対抗モーメントを発生させる。
ここで、実施の形態3のリニア搬送装置1Bの実施の形態2との差異について説明する。実施の形態2では、搬送台車10Aに備えられる上部V字ローラ12Aおよび追加ローラ16Aと、これらに対応する固定子側架台20Aの上部V溝レール22Aおよび追加レール26Aと、で搬送台車10Aの上下方向荷重を支持していた。一方、実施の形態3では、転動面が上下方向であるY方向に対して等しい傾斜角を有する上部平ローラ12Ba,12Bbおよび下部平ローラ13Ba,13Bbによって、搬送台車10Bの上下方向荷重を支持している。
また、対抗モーメント発生用磁気要素について、実施の形態2では搬送台車10Aの上部に備えられる対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15Aa,15Abと、固定子側架台20Aの上部に備えられる対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Aa,25Abと、によって、水平方向の磁気吸引力を発生させていた。一方、実施の形態3では搬送台車10Bの対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbと、固定子側架台20Bの対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Ba,25Bbと、によって、上部平ローラ12Ba,12Bbに回転軸121Ba,121Bb方向の磁気吸引力を発生させている。また、搬送台車10Bの対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbと、固定子側架台20Bの対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Ba,27Bbと、によって、下部平ローラ13Ba,13Bbに回転軸131Ba,131Bb方向の磁気反発力を発生させている。
分岐部以外の軌道上では、図10に示されるように、搬送台車10BのX方向両側に配置される転動面が上下方向であるY方向に対して定められた傾斜角を有する上部平ローラ12Ba,12Bbおよび下部平ローラ13Ba,13Bbと、X方向両側の固定子側架台20Ba,20Bb上の上部平レール22Bおよび下部平レール23Bと、が係合する「両持ち状態」であり、搬送台車10Bの倒れは問題にならない。しかし、図11に例示される分岐部などでは、搬送台車10BのX方向両側の固定子側架台20Ba,20Bbが分岐し、固定子側架台20Bが搬送台車10BのX方向の一方の側に配置される。図11の例では、搬送台車10Bは固定子側架台20Baに沿って移動する結果、固定子側架台20Baが搬送台車10BのX方向の一方の側に配置される。この場合には、片側の固定子側架台20Baの駆動用固定子側磁気要素24Baと、対向する搬送台車10Bの駆動用可動子側磁気要素14Baと、の間の磁気吸引力によって、固定子側架台20Baのみに搬送台車10Bが吸着しつつ駆動される。ここで、駆動用可動子側磁気要素14Baと駆動用固定子側磁気要素24Baとはリニアモータを構成する。この場合、駆動用可動子側磁気要素14Baおよび駆動用固定子側磁気要素24Baの少なくとも一方は電磁石である。このとき、搬送台車10Bの固定子側架台20Baと吸着している側とは反対側の上部平ローラ12Bbおよび下部平ローラ13Bbは、上部平レール22Bおよび下部平レール23Bと係合していない状態である。つまり、搬送台車10Bは、吸着している側の上部平ローラ12Baと上部平レール22Bとの係合、および下部平ローラ13Baと下部平レール23Bとの係合によって支持される「片持ち状態」になる。この「片持ち状態」となる分岐部では実施の形態1,2と同様に、搬送台車10Bの倒れを考慮する必要がある。
実施の形態3においては、搬送台車10Bは、対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbと、対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbと、を備える。また、固定子側架台20Ba,20Bbは、対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Ba,25Bbと、対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Ba,27Bbと、を備える。対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Baと対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Baとの間、および対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Bbと対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Bbとの間では、それぞれ上部平ローラ12Ba,12Bbの回転軸121Ba,121Bbの方向に吸引力、この場合には磁気吸引力を発生させる。また、対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Baと対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Baとの間、および対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Bbと対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bbとの間では、それぞれ下部平ローラ13Ba,13Bbの回転軸131Ba,131Bbの方向に反発力、この場合には磁気反発力を発生させる。これによって、搬送台車10Bの上部が固定子側架台20Bに吸引され、搬送台車10Bが「片持ち状態」において、上下方向の荷重由来の倒れモーメントによる搬送台車10Bの倒れを抑制することができる。なお、対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbおよび対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Ba,25Bbの少なくとも一方は電磁石とし、制御装置が、リニアモータへの通電制御と同期させて電磁石に通電制御するようにしてもよい。同様に、対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbおよび対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Ba,27Bbの少なくとも一方は電磁石とし、制御装置が、リニアモータへの通電制御と同期させて電磁石に通電制御するようにしてもよい。
なお、ここでは、反発力発生要素が磁気要素である場合を例に挙げたが、反発力発生要素が磁気要素以外の他の方法に基づくものであってもよい。反発力発生要素として、空気圧を用いる方法がある。一例では搬送台車10Bの上方に、下部平ローラ13Ba,13Bbと下部側壁部213Bとの間の空気圧を高めるために空気を送り込む反発力発生要素を設ける場合である。このような空気圧を用いる方法などと比較すれば、磁気要素を用いる方法によれば反発力の発生にあたり電力などが不要となる。
図12は、実施の形態3によるリニア搬送装置の効果を説明するための図である。ここでは、搬送台車10Bが固定子側架台20Baに吸着されている場合を例に挙げる。実施の形態3で考慮する回転モーメントの釣合では、実施の形態1,2とは異なり、XY面内で上部平ローラ12Baおよび上部平レール22Bの係合面と、下部平ローラ13Baおよび下部平レール23Bの係合面と、に接する円である接円Cの中心Oの回りの回転の釣合が問題になる。
この接円Cの中心Oの周りには、上下方向であるY方向の搬送台車10Bの重力Fgと、接円Cの中心Oから搬送台車10Bの全体の重心位置までの水平方向距離xgと、の積から成るモーメントである倒れモーメントMtが作用する。この倒れモーメントMtは、接円Cの中心Oの周りに搬送台車10Bを倒す効果がある。なお、ここでは、水平方向はX方向に対応する。
この倒れモーメントMtに対して、実施の形態1,2と同様に駆動用可動子側磁気要素14Baと駆動用固定子側磁気要素24Baとによる水平方向の磁気吸引力Fmag.dと、接円Cの中心Oから搬送台車10Bの磁気吸引力Fmag.dの中心までの上下方向であるY方向の距離ymag.dと、の積から成るモーメントが対抗モーメントになる。しかし、設計上、磁気吸引力Fmag.dで横方向に吸着される搬送台車10Bを、上部平ローラ12Baと上部平レール22Bとの係合、および下部平ローラ13Baと下部平レール23Bとの係合で支持するにあたって、それぞれの支持荷重に差が出ないようにすることが好ましい。このために、接円Cの中心Oから搬送台車10Bの磁気吸引力Fmag.dの中心までのY方向の距離ymag.dはゼロかまたは非常に小さな値となる。この結果、実施の形態3の駆動用可動子側磁気要素14Baと駆動用固定子側磁気要素24Baとによる水平方向の磁気吸引力Fmag.d由来の対抗モーメントはゼロ、または非常に小さくなってしまう。
つぎに、上部平ローラ12Baおよび上部平レール22Bの係合面の荷重と、下部平ローラ13Baおよび下部平レール23Bの係合面の荷重と、による対抗モーメントについて考える。まず、上下の平ローラ12Ba,13Baおよび上下の平レール22B,23Bの接触面外方向荷重と、上部平ローラ12Baおよび下部平ローラ13Baの係合面に接する接円Cの中心Oの周りに発生するモーメントは幾何学的に必ずゼロになる。上部平ローラ12Baおよび上部平レール22Bの接触面内の摩擦力Ffric.3A、および下部平ローラ13Baおよび下部平レール23Bの接触面内の摩擦力Ffric.4Aと、接円Cの半径Rと、の積から成るモーメントが倒れモーメントに対する対抗モーメントになる。しかし、実施の形態2でも述べたように、ローラおよびレールの係合面における摩擦力は倒れモーメントと比較して非常に小さい。
この結果、先行技術2の搬送台車10Bは倒れモーメントが対抗モーメントを上回り、搬送台車10Bは接円Cの中心Oの周りに容易に転倒してしまう。具体的には、搬送台車10Bは、上部平ローラ12Baおよび上部平レール22Bの係合面上と、下部平ローラ13Baおよび下部平レール23Bの係合面上と、を滑るように回転脱落してしまう。このため、搬送物の重量、または搬送台車10Bの重心位置と接円Cの中心Oとの間の距離xgに大幅な制限を設ける必要があった。
一方、実施の形態3においては、搬送台車10Bおよび固定子側架台20Baのそれぞれの上方に配された対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Baと対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Baとの間で、上部平ローラ12Baの回転軸121Baの方向に磁気吸引力を発生させる。また、搬送台車10Bおよび固定子側架台20Baのそれぞれの下方に配された対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Baと対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Baとの間で、下部平ローラ13Baの回転軸131Baの方向に磁気反発力を発生させる。これによって、倒れモーメントに対する対抗モーメントを増加させることができる。
上述の搬送台車10Bの倒れが発生しないための条件を定式化する。上部平ローラ12Baおよび上部平レール22Bの係合面と下部平ローラ13Baおよび下部平レール23Bの係合面の接円Cの半径をRとし、上部平ローラ12Baおよび上部平レール22Bの接触面内の摩擦力をFfric.3Aとし、下部平ローラ13Baおよび下部平レール23Bの接触面内の摩擦力をFfric.4Aとし、接円Cの中心Oから対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Baと対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Baとの間の磁気吸引力の中心までの半径をRmとし、対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Baと対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Baとの間の磁気吸引力をFmag.3Aとし、対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Baと対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Baとの間の磁気反発力をFmag.4Aとすると、搬送台車10Bの倒れが発生しないための条件は次式(3)が成立することである。なお、Rmは、接円Cの中心Oから対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Baと対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Baとの間の磁気反発力Fmag.4Aの中心までの半径でもある。
xgFg<ymag.dFmag.d+R(Ffric.3A+Ffric.4A)+Rm(Fmag.3A+Fmag.4A) ・・・(3)
実施の形態1と同様に、搬送台車10B全体の重量、または重心位置の制限を大きく緩和するには、対抗モーメントの発生要素における磁気吸引力Fmag.3A、磁気反発力Fmag.4Aを大きくするか、上下の平ローラ12Ba,13Baおよび上下の平レール22B,23Bの係合面の接円Cの中心Oから対抗モーメント発生用磁気要素の磁気吸引力Fmag.3Aおよび磁気反発力Fmag.4Aの中心までの半径Rmを広く取ればよい。
一例では、対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbと対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Ba,25Bbとの間の磁気吸引力および対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbと対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Ba,27Bbとの間の磁気反発力の和、並びに磁気吸引力の中心および磁気反発力の中心と接円Cの中心Oとの間の距離は、駆動用可動子側磁気要素14Bと駆動用固定子側磁気要素24Bとの間の磁気吸引力、およびこの磁気吸引力の中心と接円Cの中心Oとの間の距離と、上部平ローラ12Baと上部平レール22Bとの接触面内の摩擦力、および下部平ローラ13Baと下部平レール23Bとの接触面内の摩擦力の和、並びに接円Cの半径Rに基づいて決定される。
実施の形態3によるリニア搬送装置1Bの分岐部付近の俯瞰図は、実施の形態2の図9の分岐部付近の俯瞰図と類似するため省略するが、実施の形態2と同様に、対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Ba,25Bbおよび対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Ba,27Bbは、搬送台車10Bが「片持ち状態」となる分岐部32にのみ配置して、それ以外の軌道である分岐前軌道31上および分岐後軌道33上では省略、すなわち配置されなくてもよい。
図10から図12の例では、可動子側反発力発生要素および固定子側反発力発生要素は、磁石または電磁石によって実現されていたが、ローラおよびレールの組み合わせによって実現されるものであってもよい。図13は、実施の形態3によるリニア搬送装置の構成の他の例を示す断面図である。図10から図12までと同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。図13のリニア搬送装置1Cでは、磁気反発力を発生させる磁気反発力発生要素を図10から図12に示したものとは異ならせている。つまり、搬送台車10Bは、磁気反発力を発生させる対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbに代えて、対抗モーメント発生用可動子側追加ローラ18Ca,18Cbを備える。また、固定子側架台20Bが、対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bに代えて、対抗モーメント発生用固定子側追加レール28Cを備える。対抗モーメント発生用可動子側追加ローラ18Ca,18Cbは、可動子側反発力発生要素に対応する。対抗モーメント発生用固定子側追加レール28Cは、固定子側反発力発生要素に対応する。
このとき、下部平ローラ13Baを支持する回転軸131Caは鈎型に曲がった構造を有し、鈎型に曲がった先端部に対抗モーメント発生用可動子側追加ローラ18Caが支持される。同様に、下部平ローラ13Bbを支持する回転軸131Cbは鈎型に曲がった構造を有し、鈎型に曲がった先端部に対抗モーメント発生用可動子側追加ローラ18Cbが支持される。この対抗モーメント発生用可動子側追加ローラ18Ca,18Cbの回転軸131Ca,131Cbを通る断面において、半径方向の周縁部に存在する転動面の形状は平坦である。
対抗モーメント発生用固定子側追加レール28Cは、対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Bが設けられていた架台構造体21Bの下部側壁部213Bに設けられ、走行面が平坦なレールである。対抗モーメント発生用固定子側追加レール28Cは、搬送台車10Bの対抗モーメント発生用可動子側追加ローラ18Ca,18Cbに対応する位置に設けられる。
この場合にも、図9と同様に、対抗モーメント発生用固定子側追加レール28Cは分岐部32のみに設置され、それ以外の軌道である分岐前軌道31上および分岐後軌道33上では省略、すなわち配置されなくてもよい。
反発力を発生させる対抗モーメントの発生要素として磁気要素を用いる場合には各磁気要素間のギャップによって磁気反発力が大きく変動するため、別途ギャップの管理が必要になる。しかし図13に示されるように、対抗モーメントの発生要素をローラおよびレールに変更することで、ギャップの管理は不要になる。一方でローラおよびレールで対抗モーメントの発生要素を実現する場合には、ローラとレールとの間の摩擦抵抗が存在するため、搬送台車10Bの進行方向駆動力で補償する必要がある。
図14は、実施の形態3によるリニア搬送装置の構成の他の例を示す断面図である。図10から図13までと同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。図14のリニア搬送装置1Dでは、磁気反発力発生要素の構成を図13に示したものとは異ならせている。つまり、搬送台車10Bが、対抗モーメント発生用可動子側追加ローラ18Ca,18Cbに代えて、対抗モーメント発生用可動子側追加レール19Da,19Dbを備える。また、固定子側架台20Bが、対抗モーメント発生用固定子側追加レール28Cに代えて、対抗モーメント発生用固定子側追加ローラ29Dを備える。なお、架台構造体21Bは、下部側壁部213Bを有さない構造となる。この場合には、固定子側架台20B上に対抗モーメント発生用固定子側追加ローラ29Dを走行方向に複数配置する必要がある。対抗モーメント発生用固定子側追加ローラ29Dは、架台構造体21Bに設けられる回転軸291Dに支持される。
対抗モーメント発生用可動子側追加レール19Da,19Dbは、可動子側反発力発生要素に対応する。対抗モーメント発生用固定子側追加ローラ29Dは、固定子側反発力発生要素に対応する。
また、図9と同様に、対抗モーメント発生用固定子側追加ローラ29Dは分岐部32のみに設置し、それ以外の軌道である分岐前軌道31上および分岐後軌道33上では省略、すなわち配置されなくてもよい。
このように、搬送台車10Bにローラではなくレールを搭載することで、図13の例よりも搬送台車10Bの軽量化が可能になる。
実施の形態3によっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
以上で述べた実施の形態1,2,3において、「片持ち状態」の搬送台車10,10A,10Bの吸着力は、駆動用磁気要素で発生する磁気吸引力Fmag.dと、対抗モーメント発生要素の磁気吸引力Fmag.addと、の水平方向成分の総和になる。従来技術では、搬送台車10,10A,10Bの吸着力はすべて駆動用磁気要素でのみ発生させる必要があるが、実施の形態1,2,3では駆動用磁気要素は対抗モーメント発生要素の磁気吸引力の水平方向成分を出力せずに済む。
実施の形態1の場合を例に挙げると、駆動用可動子側磁気要素14と駆動用固定子側磁気要素24との間で発生する磁気吸引力の大きさは、搬送台車10のX方向の一方に存在する固定子側架台20への吸着に必要となる吸着力の値から、対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15と対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25との間の磁気吸引力の水平方向成分を減算した値とすることができる。
また、実施の形態1,2,3において、可動子側対抗モーメント発生要素および固定子側対抗モーメント発生要素の少なくとも一方は、電磁石で構成され、リニア搬送装置1,1A,1Bは、電磁石への通電制御を行い、可動子側対抗モーメント発生要素と固定子側対抗モーメント発生要素との間に働く力を変化させる制御装置をさらに備えるようにしてもよい。実施の形態1,2,3における対抗モーメント発生用可動子側磁気要素15,15Aa,15Ab、対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素15Ba,15Bbおよび対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素17Ba,17Bbは、可動子側対抗モーメント発生要素に対応する。また、実施の形態1,2,3における対抗モーメント発生用固定子側磁気要素25,25Aa,25Ab、対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素25Ba,25Bbおよび対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素27Ba,27Bbは、固定子側対抗モーメント発生要素に対応する。可動子側対抗モーメント発生要素と固定子側対抗モーメント発生要素との間に働く力は、磁気吸引力または磁気反発力を含む。これによって、通電制御によって、可動子側対抗モーメント発生要素と固定子側対抗モーメント発生要素との間の磁気吸引力または磁気反発力を可変とすることができる。この結果、搬送台車10,10A,10Bの重量および重心位置、あるいは可動子側対抗モーメント発生要素と固定子側対抗モーメント発生要素との間のギャップなどの変動に応じて発生させる磁気吸引力または磁気反発力を変化させることができる。
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1,1A,1B,1C,1D リニア搬送装置、10,10A,10B 搬送台車、11,11A,11B 搬送台車主構造体、12,12A 上部V字ローラ、12Ba,12Bb 上部平ローラ、13,13A,13Ba,13Bb 下部平ローラ、14,14A,14Aa,14Ab,14B,14Ba,14Bb 駆動用可動子側磁気要素、15,15A,15Aa,15Ab 対抗モーメント発生用可動子側磁気要素、15Ba,15Bb 対抗モーメント発生用可動子側上部磁気要素、16A 追加ローラ、17Ba,17Bb 対抗モーメント発生用可動子側下部磁気要素、18Ca,18Cb 対抗モーメント発生用可動子側追加ローラ、19Da,19Db 対抗モーメント発生用可動子側追加レール、20,20A,20Aa,20Ab,20B,20Ba,20Bb 固定子側架台、21,21A,21B 架台構造体、22,22A 上部V溝レール、22B 上部平レール、23,23A,23B 下部平レール、24,24A,24Aa,24Ab,24B,24Ba,24Bb 駆動用固定子側磁気要素、25,25A,25Aa,25Ab 対抗モーメント発生用固定子側磁気要素、25B,25Ba,25Bb 対抗モーメント発生用固定子側上部磁気要素、26A 追加レール、27B,27Ba,27Bb 対抗モーメント発生用固定子側下部磁気要素、28C 対抗モーメント発生用固定子側追加レール、29D 対抗モーメント発生用固定子側追加ローラ、31 分岐前軌道、32 分岐部、33 分岐後軌道、111,211A,211B 本体部、111a,111b,111c,111d,112a,112b 側面、112 張出部、121,121A,121Ba,121Bb,131,131A,131Ba,131Bb,131Ca,131Cb,161A,291D 回転軸、212A 側壁部、212B 上部側壁部、213B 下部側壁部。
Claims (10)
- 対象物を搬送する搬送台車を、前記搬送台車の進行方向および上下方向の両方に垂直な幅方向に配置される固定子側架台に沿ってリニアモータによって移動させ、前記固定子側架台が前記幅方向の片側に配置される部分を有するリニア搬送装置であって、
前記搬送台車は、
前記対象物を支持する搬送台車主構造体と、
前記搬送台車主構造体に設けられる第1ローラと、
前記搬送台車主構造体の前記第1ローラとは異なる高さに設けられる第2ローラと、
前記搬送台車主構造体の前記幅方向の両側の側面に設けられ、前記搬送台車主構造体を前記固定子側架台に対して駆動させる可動子側磁気要素と、
前記搬送台車の倒れに対抗する対抗モーメントを前記固定子側架台との間で発生させる可動子側対抗モーメント発生要素と、
を有し、
前記固定子側架台は、
前記搬送台車の移動経路に沿って設けられる架台構造体に設けられ、前記第1ローラに係合する第1レールと、
前記架台構造体に設けられ、前記第2ローラに係合する第2レールと、
前記架台構造体に設けられ、前記可動子側磁気要素と対となって水平方向に磁気吸引力を発生させる固定子側磁気要素と、
前記架台構造体に配置され、対となる前記可動子側対抗モーメント発生要素との間で前記対抗モーメントを発生させる固定子側対抗モーメント発生要素と、
を有することを特徴とするリニア搬送装置。 - 前記第1ローラは、前記上下方向に延在する軸の周りに回転するV字ローラであり、
前記第2ローラは、前記上下方向に延在する軸の周りに回転する平ローラであり、
前記可動子側対抗モーメント発生要素は、前記搬送台車主構造体の前記幅方向の両側の側面の上方に配置され、
前記第1レールは、前記V字ローラに係合するV溝レールであり、
前記第2レールは、前記平ローラに係合する平レールであり、
前記固定子側対抗モーメント発生要素は、前記架台構造体の上方に配置され、対となる前記可動子側対抗モーメント発生要素との間で発生する水平方向の吸引力によって前記対抗モーメントを発生させることを特徴とする請求項1に記載のリニア搬送装置。 - 前記搬送台車は、前記搬送台車主構造体の前記幅方向の両側に設けられ、前記幅方向に延在する軸の周りに回転する追加ローラをさらに有し、
前記固定子側架台は、前記架台構造体の上面に設けられ、前記追加ローラに係合する追加レールをさらに有し、
前記第1ローラは、前記搬送台車主構造体の前記幅方向の両側に設けられ、前記上下方向に延在する軸の周りに回転するV字ローラであり、
前記第2ローラは、前記搬送台車主構造体の前記幅方向の両側に設けられ、前記上下方向に延在する軸の周りに回転する平ローラであり、
前記可動子側対抗モーメント発生要素は、前記搬送台車主構造体の上方の前記幅方向の両側の側面に配置され、
前記第1レールは、前記V字ローラに係合するV溝レールであり、
前記第2レールは、前記平ローラに係合する平レールであり、
前記固定子側対抗モーメント発生要素は、前記架台構造体の上方に配置され、対となる前記可動子側対抗モーメント発生要素との間で発生する水平方向の吸引力によって前記対抗モーメントを発生させることを特徴とする請求項1に記載のリニア搬送装置。 - 前記第1ローラは、前記搬送台車主構造体の前記幅方向の両側の上方に設けられ、前記上下方向から定められた傾斜角で傾斜する上部回転軸の周りに回転する上部平ローラであり、
前記第2ローラは、前記搬送台車主構造体の前記幅方向の両側の下方に設けられ、前記上下方向から前記定められた傾斜角で傾斜する下部回転軸の周りに回転する下部平ローラであり、
前記第1レールは、前記上部平ローラに係合する上部平レールであり、
前記第2レールは、前記下部平ローラに係合する下部平レールであり、
前記可動子側対抗モーメント発生要素は、
前記上部回転軸の先端部に配置され、前記固定子側架台との間で吸引力を発生させる可動子側吸引力発生要素と、
前記下部回転軸の先端部に配置され、前記固定子側架台との間で反発力を発生させる可動子側反発力発生要素と、
を有し、
前記固定子側対抗モーメント発生要素は、
前記可動子側吸引力発生要素と対となって前記上部回転軸の方向に吸引力を発生させる固定子側吸引力発生要素と、
前記可動子側反発力発生要素と対となって前記下部回転軸の方向に反発力を発生させる固定子側反発力発生要素と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のリニア搬送装置。 - 前記固定子側対抗モーメント発生要素は、前記搬送台車の前記幅方向の両側の前記固定子側架台が分岐する分岐部の前記固定子側架台に配置され、前記分岐部以外では配置されないことを特徴とする請求項3または4に記載のリニア搬送装置。
- 前記搬送台車が前記固定子側架台と接触している状態で、前記搬送台車が倒れるときの中心を回転中心としたときに、
前記可動子側対抗モーメント発生要素と前記固定子側対抗モーメント発生要素との間の吸引力、および前記吸引力の中心と前記回転中心との間の前記上下方向における距離は、前記可動子側磁気要素と前記固定子側磁気要素との間の磁気吸引力と、前記磁気吸引力の中心と前記回転中心との間の前記上下方向における距離と、に基づいて決定されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のリニア搬送装置。 - 前記可動子側磁気要素と前記固定子側磁気要素との間で発生する磁気吸引力の大きさは、前記搬送台車の前記幅方向の一方に存在する前記固定子側架台への吸着に必要となる吸着力の値から、前記可動子側対抗モーメント発生要素と前記固定子側対抗モーメント発生要素との間の磁気吸引力の水平方向成分を減算した値であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のリニア搬送装置。
- 前記可動子側対抗モーメント発生要素および前記固定子側対抗モーメント発生要素は、永久磁石または電磁石によって実現されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のリニア搬送装置。
- 前記可動子側対抗モーメント発生要素および前記固定子側対抗モーメント発生要素の少なくとも一方は、電磁石で構成され、
前記電磁石への通電制御を行い、前記可動子側対抗モーメント発生要素と前記固定子側対抗モーメント発生要素との間に働く力を変化させる制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載のリニア搬送装置。 - 前記可動子側反発力発生要素および前記固定子側反発力発生要素は、ローラおよびレールの組み合わせによって実現されることを特徴とする請求項4に記載のリニア搬送装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/041450 WO2024100739A1 (ja) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | リニア搬送装置 |
JP2023519123A JP7325690B1 (ja) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | リニア搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/041450 WO2024100739A1 (ja) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | リニア搬送装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024100739A1 true WO2024100739A1 (ja) | 2024-05-16 |
Family
ID=87563149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/041450 WO2024100739A1 (ja) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | リニア搬送装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7325690B1 (ja) |
WO (1) | WO2024100739A1 (ja) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11105707A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-20 | Shinko Electric Co Ltd | 搬送装置の走行機構 |
US20150027860A1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-01-29 | Ats Automation Tooling Systems Inc. | Conveyor bearing system |
US20190077277A1 (en) * | 2017-09-14 | 2019-03-14 | B&R Industrial Automation GmbH | Long stator linear motor |
US20190100389A1 (en) * | 2015-12-21 | 2019-04-04 | Krones Ag | Linear transport system with minimal transport spacing |
US20190161284A1 (en) * | 2017-11-24 | 2019-05-30 | B&R Industrial Automation GmbH | Transport route of a long stator linear motor |
US20190375597A1 (en) * | 2017-02-13 | 2019-12-12 | Ats Automation Tooling Systems Inc. | Linear motor conveyor system and moving elements therefor providing a reduced tooling pitch |
WO2021038728A1 (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-04 | 三菱電機株式会社 | リニアモータシステム |
WO2021261269A1 (ja) * | 2020-06-22 | 2021-12-30 | 株式会社京都製作所 | 持替装置 |
-
2022
- 2022-11-07 WO PCT/JP2022/041450 patent/WO2024100739A1/ja unknown
- 2022-11-07 JP JP2023519123A patent/JP7325690B1/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11105707A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-20 | Shinko Electric Co Ltd | 搬送装置の走行機構 |
US20150027860A1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-01-29 | Ats Automation Tooling Systems Inc. | Conveyor bearing system |
US20190100389A1 (en) * | 2015-12-21 | 2019-04-04 | Krones Ag | Linear transport system with minimal transport spacing |
US20190375597A1 (en) * | 2017-02-13 | 2019-12-12 | Ats Automation Tooling Systems Inc. | Linear motor conveyor system and moving elements therefor providing a reduced tooling pitch |
US20190077277A1 (en) * | 2017-09-14 | 2019-03-14 | B&R Industrial Automation GmbH | Long stator linear motor |
US20190161284A1 (en) * | 2017-11-24 | 2019-05-30 | B&R Industrial Automation GmbH | Transport route of a long stator linear motor |
WO2021038728A1 (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-04 | 三菱電機株式会社 | リニアモータシステム |
WO2021261269A1 (ja) * | 2020-06-22 | 2021-12-30 | 株式会社京都製作所 | 持替装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7325690B1 (ja) | 2023-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11117758B2 (en) | Linear motor conveyor system with diverter and method for design and configuration thereof | |
US8033383B2 (en) | Clean, high density, soft-accumulating conveyor | |
EP3046801A1 (en) | Linear motor transport for packaging and other uses | |
KR20150060800A (ko) | 숏 블럭 리니어 동기 모터 및 스위칭 메커니즘 | |
JP2020011845A (ja) | 長固定子リニアモータ | |
WO2024100739A1 (ja) | リニア搬送装置 | |
EP1044148B1 (en) | A conveyor | |
JP2984359B2 (ja) | 磁気浮上搬送システム及び同システム用搬送車 | |
KR20120059931A (ko) | 곡선 주행 성능이 향상된 자기부상 이송 시스템 | |
JP3376155B2 (ja) | 磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置 | |
JP3529853B2 (ja) | 磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置 | |
JP6742522B2 (ja) | 搬送路切替装置及びエレベータ装置 | |
EP0656304B1 (en) | Arrangement for transporting articles along a closed path defined by a guide | |
JP2003087909A (ja) | 磁気浮上搬送装置及びその制御方法 | |
JP2772928B2 (ja) | 台車使用の搬送設備 | |
CN111532696A (zh) | 室内水平传输机构及医院物流*** | |
JPH0672539A (ja) | 荷搬送装置 | |
JPH04342657A (ja) | 軌条走行リニア式懸垂搬送装置 | |
JPH07172301A (ja) | 磁気浮上車両 | |
US20220380180A1 (en) | Elevator system with air-bearing linear motor | |
KR102504204B1 (ko) | 터널 내 이동 장치 | |
KR20120037182A (ko) | 가이드 구조를 갖는 자기부상 이송 시스템 | |
EP4245704A1 (en) | Conveyor system using moving elements to adjust part pitch | |
JPH04222402A (ja) | 磁気浮上式搬送装置およびその分岐機構 | |
JPH06101884B2 (ja) | 浮上式搬送装置 |
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: 22965066 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |