| 【発明の名称】 |
リニア式カプセル型走行装置の分岐装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】藤沢 友二
【氏名】石塚 仁司
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| 【要約】 |
【課題】角型のリニアチューブを用いたリニア式カプセル型走行装置の分岐装置。
【解決手段】メインラインＡを構成する直線状部４２ａおよび分岐ラインＢの導入部を構成する曲線状部４２ｂからなる二股の分岐チューブ本体４２と、曲線状部４２ｂと同一の曲率に構成された、スリット４４内を通って分岐チューブ本体の内と外との間を移動可能なガイドプレートとからなる。ガイドプレート４３が分岐チューブ本体４２内に位置しているときはガイドプレート４３が直線状部４２ａの通路を遮断してカプセルが分岐ラインＢに案内され、ガイドプレート４３が分岐チューブ本体４２外に位置しているときには、カプセルは直線状部４２ａを介してメインラインＡに案内される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 横断面長方形または正方形のチューブ本体と、前記チューブ本体の１つまたは複数の面に前記チューブ本体の長手方向にわたり所定間隔毎に設けられた、その極性が変換可能な励磁コイルと、前記チューブ本体の内周面と接触する車輪を有し、前記車輪を介して前記チューブ本体内を走行自在のカプセルと、前記カプセルの外側に取り付けられた永久磁石と、前記チューブ本体の前記励磁コイルの位置毎に取り付けられた、前記カプセルの前記永久磁石の位置を検知するためのセンサと、前記励磁コイルの極性を変換するための極性変換機構とからなるリニア式カプセル型走行装置の分岐装置において、メインラインを構成する直線状部および分岐ラインの導入部を構成する曲線状部からなる二股の分岐チューブ本体と、前記曲線状部と同一の曲率に構成された、前記車輪の位置に合わせた高さで前記分岐チューブ本体の内と外との間を移動可能なガイドプレートとからなり、前記ガイドプレートが前記分岐チューブ本体内に位置しているときは前記ガイドプレートが前記直線状部の通路を遮断して前記ガイドプレートおよび前記曲線状部を介して前記カプセルが前記分岐ラインに案内され、前記ガイドプレートが前記分岐チューブ本体外に位置しているときには、前記カプセルは前記直線状部を介して前記メインラインに案内されることを特徴とするリニア式カプセル型走行装置の分岐装置。
【請求項２】 前記励磁コイルは、前記分岐チューブ本体の面にあけられた孔内に固定されていることを特徴とする請求項１記載のリニア式カプセル型走行装置の分岐装置。
【請求項３】 前記ガイドプレートに、前記励磁コイルが前記所定間隔毎に設けられ、前記センサが前記励磁コイルの位置毎に取り付けられている請求項１または２記載のリニア式カプセル型走行装置の分岐装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、取り回しや荷物移載の点で有利な箱型のカプセルを用い、該カプセルが走行可能な角型のチューブ内をリニアモータで駆動する方式を採用したリニア式カプセル型走行装置の分岐装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、チューブ型の搬送システムでは、ベンド短管とストレート短管とを組にして取り付けたフレームをスライド移動することで分岐ラインとメインラインとを切り替えるスライド型のシステムがあった。しかし、構造がどうしても大型となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、取り回しや荷物移載の点で有利な箱型のカプセルを用い、該カプセルが走行可能な角型のチューブ内をリニアモータで駆動する方式を採用し物資を高速で効率よく搬送することができるリニア式カプセル型走行装置を開発した。このような装置においては、チューブ内を走行する上でメインラインと分岐ラインとに分岐させることが必要であり重要である。また、分岐装置は小型化が課題となっている。
【０００４】従って、この発明の目的は、角型のチューブからなるリニア式カプセル型走行装置において、箱型のカプセルをメインラインと分岐ラインとに確実に分岐させることができ、しかも、装置の小型化を達成することができるリニア式カプセル型走行装置の分岐装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、横断面長方形または正方形のチューブ本体と、前記チューブ本体の１つまたは複数の面に前記チューブ本体の長手方向にわたり所定間隔毎に設けられた、その極性が変換可能な励磁コイルと、前記チューブ本体の内周面と接触する車輪を有し、前記車輪を介して前記チューブ本体内を走行自在のカプセルと、前記カプセルの外側に取り付けられた永久磁石と、前記チューブ本体の前記励磁コイルの位置毎に取り付けられた、前記カプセルの前記永久磁石の位置を検知するためのセンサと、前記励磁コイルの極性を変換するための極性変換機構とからなるリニア式カプセル型走行装置の分岐装置において、メインラインを構成する直線状部および分岐ラインの導入部を構成する曲線状部からなる二股の分岐チューブ本体と、前記曲線状部と同一の曲率に構成された、前記車輪の位置に合わせた高さで前記分岐チューブ本体の内と外との間を移動可能なガイドプレートとからなり、前記ガイドプレートが前記分岐チューブ本体内に位置しているときは前記ガイドプレートが前記直線状部の通路を遮断して前記ガイドプレートおよび前記曲線状部を介して前記カプセルが前記分岐ラインに案内され、前記ガイドプレートが前記分岐チューブ本体外に位置しているときには、前記カプセルは前記直線状部を介して前記メインラインに案内されることに特徴を有するものである。
【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の分岐装置において、前記励磁コイルは、前記分岐チューブ本体の面にあけられた孔内に固定されていることに特徴を有するものである。
【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の分岐装置において、前記ガイドプレートに、前記励磁コイルが前記所定間隔毎に設けられ、前記センサが前記励磁コイルの位置毎に取り付けられていることに特徴を有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の分岐装置の実施の形態に係る垂直ベンド部を示す側面図、図２は斜視図、図３は、ガイドプレートを示す斜視図、図４は、この発明の他の実施の形態に係る水平ベンド部を示す斜視図、図５は、リニアチューブおよび走行体を示す斜視図、図６は、角型リニアチューブの励磁コイルの取り付け部の第１の実施態様を示す斜視図、図７は、励磁コイルの取り付け部の第２の実施態様を示す斜視図、図８は、励磁コイルの取り付け部の第３の実施態様を示す斜視図、図９は、リニア式カプセル型走行装置による搬送設備を示す斜視図、図１０は、カプセル型走行体の荷物ケースを示す斜視図、図１１は、リニアモータの１セクションを示す配線図である。図５〜８において、チューブ本体、コイルケース、磁性材（珪素鋼板）は透視した状態で示されている。
【０００９】まず、リニア式カプセル型走行装置について説明する。図５〜８に示すように、リニア式カプセル型走行装置は、横断面が長方形または正方形の角型のチューブ本体１および励磁コイル２からなるリニアチューブ３と、車輪８を有しチューブ本体１（リニアチューブ３）内を走行自在の箱型のカプセル４と、カプセル４の外側に取り付けられた永久磁石５と、励磁コイル２の位置に取り付けられた永久磁石５（カプセル４）の位置検知センサ（磁気センサ）６と、励磁コイルの極性変換機構とからなっている。
【００１０】カプセル４は、角型のチューブ本体１内に挿入可能な箱型の形状、即ち、直方体または立方体の形状を有しており、その中に図５、図１０に示すような直方体の箱型の荷物ケース７が収容されるようになっている。カプセル４の外側（外周面）には、複数極の永久磁石５が取り付けられている。永久磁石５は、励磁コイル２とにより磁石式の同期型リニアーモータを構成するので、リニアチューブ３（チューブ本体１）の励磁コイル２が設けられている面側に取り付ける。
【００１１】チューブ本体１の面には孔が開けられており、前記孔内にはコイルケース９が嵌め込まれて固定されている。本実施の形態では、コイルケース９は非磁性材（例えば、エンジニアリングプラスチックやＳＵＳ３０４等）からなっている。コイルケース９内には励磁コイル２が並列して収納されている。
【００１２】角型リニアチューブ３は、横断面長方形または正方形の角型のチューブ本体１と、チューブ本体１の面にチューブ本体１の長手方向にわたりあけられた孔と、孔内に嵌め込まれ固定されたコイルケース９と、コイルケース９内にチューブ本体１の長手方向にわたり所定間隔毎に設けられた励磁コイル２と、励磁コイル２の位置毎に取り付けられた磁気センサ６とからなっている。励磁コイル２は、チューブ本体１の１つまたは複数の面に設けられている。
【００１３】励磁コイル２はコイルケース９と共にチューブ本体１の内側に向けて突出して固定されている。コイルケース９内において、励磁コイル２の位置ごとに磁気センサ６が設けられている。
【００１４】図６に示す第１の実施態様では、複数の励磁コイル２がコイルケース９内に収納されて並列して所定間隔毎に設けられている。ここでいう、「所定間隔毎に設けられた」というのは、完全に等間隔に設けられた場合以外に、カプセルの永久磁石の長さとの関係で推進力が得られる範囲で、等間隔に設けられたものから一部を間引いた場合も含むものである。
【００１５】このようにコイルケース９に収納された励磁コイル２は、コイルケース９と共にチューブ本体１の内側に向けて突出している。更に、コイルケース９内において、励磁コイル２の外側には磁性材１６（珪素鋼板が好ましい）からなるプレートがバックコアとして配されている。この磁性材１６によって励磁コイル２の外側の面２ａを外側からコイルケース９ごと内側に向けて押し付ける。これにより磁路を確保すると共に、励磁コイル２とカプセル４の永久磁石５との間の隙間１７を調整することができる。上記のように励磁コイル２と磁性材のバックコアを設けることにより、チューブ本体１として磁性材を用いることができる。
【００１６】図７に示す第２の実施態様では、複数の励磁コイル２をコイルケース９内に並列して収納し、磁性材１６（例えば、珪素鋼板）によって励磁コイル２の外側の面２ａを外側からコイルケース９ごと内側に向けて押し付ける点は図６に示す実施態様と同じであるが、磁性材１６を更にチューブ本体１の内側に凹状に折り曲げて形成した突出部１６ａを励磁コイル２の内孔２ｃ内に挿入し、励磁コイル２の内側の面２ｂと突出部１６ａの底面（内側の面）との位置を合わせて配置する構造となっている点が異なっている。磁性材１６と励磁コイル２との磁気的結合を強める効果がある。
【００１７】図８に示す第３の実施態様では、コイルケース９内に、励磁コイル２が単一で収納されている。磁性材１６は凹状に折り曲げられ、この磁性材１６の底面（内側の面）によって励磁コイル２は外側の面２ａを外側（後側）からコイルケース９ごと内側に押し付けられている。磁性材１６の外側端の縁部には、フランジ１６ｂが形成されており、フランジ１６ｂはコイルケース９の縁部９ａに係止されている。このような励磁コイル２およびコイルケース９をチューブ本体１の長手方向にわたり複数並列することにより、励磁コイル２を所定間隔毎に設けることができる。特に、分岐装置４１の分岐チューブ本体４２の曲線状部（ベンド部）４２ａ（図１、４）においては、図８に示す本第３実施態様の構成である。その他のベンド部、例えば、図９に示すベンド部１０などにおいても同様である。
【００１８】次に、リニアモータの原理について説明する。図１１に示すように、複数個の励磁コイル２は、複数のセクションに分かれており、各セクションは、多相電力ケーブルの電源ケーブル１８に並列に配線されている。励磁コイル２および磁気センサ６は、切替器２３を介して各セクションおよび相毎にシリーズに配線されている。磁気センサ６からの信号がＯＲ回路２０に送られることによってカプセル４の位置が検知される。このようにして、カプセル４が磁気センサ６によって検知されると、切替器２３に信号が送られて、カプセル４が走行しているセクションの励磁コイル２のみに通電される。従って、カプセル４が走行していない他のセクションの励磁コイル２には通電されない。
【００１９】カプセル４の走行は、永久磁石５に対し「フレミングの左手の法則」に従った励磁パターンを付与することにより行なわれる。即ち、カプセル４に取り付けられた永久磁石５が磁気センサ６を通過すると該センサ６がこれを検知し、その直後から電流の停止およびカプセル４の進行方向前方の励磁コイル２が永久磁石５と異なる極性となるように電流が流れる。これにより、永久磁石５は前記励磁コイル２に吸引され、カプセル４は走行方向へ移動する。次いで、永久磁石５が次の走行方向前方の磁気センサ６を通過すると該センサ６がこれを検知し、その直後から前記励磁コイル２に流れる電流が停止および逆転し、前記励磁コイル２の極性が永久磁石５と同じ極性に変換する。これによって、複数極の永久磁石５と前記励磁コイル２とが反発し、カプセル４は走行方向へ押し出される。これを、各励磁コイル２毎に複数極の永久磁石で順次繰り返して行うことにより、カプセル４は走行方向へ連続して走行する。このように、励磁コイル２と複数極の永久磁石５との位置を磁気センサ６により検知し、一定方向（走行方向）にリニアモータによる複数極倍で均一の推力を付与できる。
【００２０】リニア式カプセル型走行装置は、例えば、図９に示すようなビル内搬送設備において使用される。図９に示すように、ビル１１の各階に移載装置１２が配設され、リニアチューブ３内をカプセル４が走行する。階下のステーション１３において、搬送コンベア１５を備える移載装置１４によりトラック２９により運ばれた荷物ケース７（荷物３０）がカプセル４に積載される。
【００２１】次に、この発明の分岐装置について説明する。図１〜３に示すように、垂直ベンド部の分岐装置４１は、メインラインを構成する直線状部４２ａと、直線状部４２ａから垂直方向上側に分岐して設けられた曲線状部（垂直ベンド部）４２ｂからなる二股の分岐チューブ本体４２と、曲線状部４２ｂと同一の曲率に構成されたガイドプレート４３とからなっている。分岐チューブ本体４２の側面には、ガイドプレート４３が挿入可能なようにガイドプレート４３とほぼ同一の曲率で曲がっているスリット（長孔）４４が設けられている。
【００２２】分岐チューブ本体４２の側面の外側には、３つのガイド４５が水平方向に設けられている。ガイド４５の上面にはガイドプレート４３がスライド可能に配されている。ガイドプレート４３の下面には２つのラックギア（板ギア）４６ａが取り付けられている。分岐チューブ本体４２の外部の所定位置には、ブレーキ付きの昇降モータ４７が設けられており、複数の同期した昇降モータ４７（流体圧のシリンダでもよい）のモータ軸にはラックギア４６ａと噛合するピニオンギア４６ｂが取り付けられている。昇降モータ４７を駆動することにより、ガイドプレート４３は、スリット４４内を通ってガイド４５に沿って分岐チューブ本体４２の内と外とに移動自在である。図３中矢印Ｃはその移動方向を示す。そして、ガイドプレート４３が分岐チューブ本体４２内に位置するときは、該ガイドプレート４３によって直線状部４２ａの通路が遮断され、カプセル４はガイドプレート４３および曲線状部４２ｂを介して分岐ラインＢに案内される。なお、ガイドプレート４３の端部４３ａは、分岐チューブ本体４２の床面との間で段差が生じないように、先端に向けて次第に厚みが薄くなる楔形の構造となっている（図１、３参照）。一方、ガイドプレート４３が分岐チューブ本体４２の外側に位置するときは、カプセル４はそのまま直線状部４２ａを走行してメインラインＡに案内されるようになっている。
【００２３】励磁コイル２を分岐チューブ本体４２の２面以上に取り付けてあれば、どこかの面でカプセル４に推力を付与できるが、取り付けが１面の場合励磁されない場合が生ずる。この場合には、ガイドプレート４３にチューブ本体と同様に（カプセル４の車輪８と接触しない位置に）励磁コイル２を取り付ければ推力が付加されないということはなくなる（図示せず）。
【００２４】また、ガイドプレート４３にフック等を付けたベルトやチェーンコンベアを取り付け、カプセル４に設けたフックに引っ掛けてカプセル４を前進させて分岐させる方法を採ってもよい（図示せず）。
【００２５】分岐チューブ本体４２の曲線状部４２ｂのベンド曲率半径が小さい場合、カプセル４の車輪８に斜めの力が作用して分岐時の走行に支障が生じる場合がある。このような場合には、分岐チューブ本体４２の床面にフラットベアリングや滑材等を取り付け、車輪８を滑り易くする。また、車輪を回転自在とし、ガイドローラ付にすることで容易に解決される（図示せず）。
【００２６】水平ベンド部の分岐装置４１においては、図４に示すように、分岐チューブ本体４２は、メインラインＡを構成する直線状部４２ａと、直線状部４２ａから水平方向横側に分岐した設けられた曲線状部（水平ベンド部）４２ｂからなっている。曲線状部４２ａと同一の曲率に形成されたガイドプレート４３を挿入可能なスリット４４は、分岐チューブ本体４２の上面に設けられており、ガイドプレート４３は、スリット４４内を通って分岐チューブ本体４２の内と外との間をモータ４７、ピニオン・ラックギア等の移動機構により上下に移動可能となっている。ガイドプレート４３が分岐チューブ本体４２内に位置するときは直線状部４２ａの通路を遮断し、カプセル４は分岐ラインＢに案内されるようになっている。一方、ガイドプレート４３が分岐チューブ本体４２外に位置するときは、カプセル４は直線状部４２ａを走行してメインラインＡに案内されるようになっている。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば、下記に示す有用な効果がもたらされる。
【００２８】■ 分岐チューブ本体の曲線状部（ベンド部）と同一の曲率で曲げたガイドプレートを、分岐チューブ本体の内外に移動可能とし、通路に位置させたときはカプセルの進行に対し、車輪がガイドプレートに沿って進む。従って、ガイドプレートを分岐チューブの通路に位置させるかさせないかによってカプセルの方向を変えることができ、メインライン側から分岐ライン側、または、メインライン側からメインライン側に容易且つ確実に分岐することができる。
【００２９】■ 二股の分岐チューブ本体、ガイドプレートおよびその移動機構からなるシンプルな構成であり、分岐装置の小型化が図れる。
■ 分岐チューブ本体およびガイドプレートの設置方向ならびにガイドプレートの移動方向を調整することにより、ガイドプレートとリニアモータによって水平方向および垂直方向のいずれにも分岐可能であり、また、斜め方向の分岐も可能である。
【００３０】■ リニアチューブのベンド部でリニアモータによって推力が付与できない場合には、ガイドプレートにチューブ本体と同様に励磁コイルを取り付けることによりガイドプレートによってカプセルに推力を付加することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４１２３
【氏名又は名称】日本鋼管株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月２９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 泰男
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１３６８１０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月２１日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２９６７７１ |
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