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【発明の名称】 リニアモ―タ式搬送台車の輸送設備
【発明者】 【氏名】藤澤 友二

【氏名】中野 陽二

【氏名】石塚 仁司

【氏名】浪岡 敏幸
【要約】 【課題】リニアモータ式輸送ラインにおいて搬送台車の往復走行を可能にし輸送効率を向上する【解決手段】 往復路兼用の励磁コイル３を中に挟んでその両側にコの字型の往復レール４Ａおよび４Ｂが配設されている。往復レール４Ａおよび４Ｂを、それぞれ、搬送台車５が走行可能である。輸送ライン１の先端および後端に乗り移り装置９が設けられている。往路レール４Ａを走行してきた搬送台車５は、乗り移り装置９で減速し、停止し、この場所で荷物２０が降ろされる。次いで、搬送台車５は、レールの一部１３Ａ、１３Ｂとともに回転し、レールの一部１３Ａと復路レール４Ｂとが合わせられる。次いで、搬送台車５は、復路レール４Ｂを走行し、輸送ライン１の後端の乗り移り装置で停止し、同様にレール４の乗り移りを行う。このようにして循環輸送が行われる。

【解決手段】往復路兼用の励磁コイル３を中に挟んでその両側にコの字型の往復レール４Ａおよび４Ｂが配設されている。往復レール４Ａおよび４Ｂを、それぞれ、搬送台車５が走行可能である。輸送ライン１の先端および後端に乗り移り装置９が設けられている。往路レール４Ａを走行してきた搬送台車５は、乗り移り装置９で減速し、停止し、この場所で荷物２０が降ろされる。次いで、搬送台車５は、レールの一部１３Ａ、１３Ｂとともに回転し、レールの一部１３Ａと復路レール４Ｂとが合わせられる。次いで、搬送台車５は、復路レール４Ｂを走行し、輸送ライン１の後端の乗り移り装置で停止し、同様にレール４の乗り移りを行う。このようにして循環輸送が行われる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 輸送ラインに所定間隔で取り付けられた励磁コイルと、前記励磁コイルの位置毎に取付けられた磁気センサと、複数の搬送台車に取り付けられた複数極の永久磁石とからなる同期型のリニアモータと、前記リニアモータによって駆動する搬送台車からなる輸送設備において、前記輸送ラインは、往復路兼用の前記励磁コイルを挟んで配された前記搬送台車の往路レールおよび復路レールと、往復路兼用のリニア駆動装置と、前記輸送ラインの先端および後端に設けられた前記往路レールおよび復路レール相互間の乗り移り装置とを備えることを特徴とするリニアモータ式搬送台車の輸送設備。
【請求項２】 前記乗り移り装置は、前記搬送台車の全長よりも所定距離長い長さで区切られた、長手方向の中心軸を軸として回転可能に設けられた、前記往路レールおよび復路レールの一部と、前記往路レールおよび復路レールの一部を回転駆動するための駆動源とからなり、前記乗り移り装置において、前記搬送台車の停止、荷物の積み降ろしおよび前記レール相互間の乗り移りをする請求項１記載の輸送設備。
【請求項３】 前記輸送ラインは、前記励磁コイル、前記磁気センサおよび前記リニア駆動装置がそれぞれ独立したゾーンからなり、前記ゾーンは複数相の整数倍の励磁コイルで構成されたセクションに更に分割されており、前記ゾーンの数は前記搬送台車の台数以上とし、１ゾーンに前記搬送台車が往路および復路にそれぞれ１台が存在しこれを超える台数が存在しないように常時前記搬送台車の速度を計測して制御する速度制御装置を備える請求項１または２記載の輸送設備。
【請求項４】 前記永久磁石の幅、前記励磁コイルのピッチおよび前記磁気センサによる前記永久磁石の磁束の検知によって複数の検知パターンを形成し、前記検知パターンに対応した複数相の前記励磁コイルに一定方向の推力が発生するように通電方向のパターンを形成して前記輸送台車を走行せしめ、また、逆方向に電流を流すことにより逆方向に推力を発生させて前記搬送台車の制動および逆方向の走行を可能とした請求項１、２または３記載の輸送設備。
【請求項５】 輸送ラインの途中に移動および取付け可能な停止装置を設け、前記停止装置において停止および荷物の積み降ろしを可能とした請求項１、２、３または４記載の輸送設備。
【請求項６】 前記検知パターン化によって前記搬送台車への推力方向を設定し、前記励磁コイル１つに対して前記磁気センサを１つ設け、前記ゾーン内の前記磁気センサの信号線を相毎にシリーズで結線して線数を低減した請求項４または５記載の輸送設備。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、輸送ラインの往復走行を可能にし、輸送効率を向上するリニアモータ式搬送台車の輸送設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】台車方式等による輸送において、台車の往復走行による効率の向上が課題となっている。物資の往復搬送が可能な従来技術として下記があげられる、（１）走行台車、モノレールおよびロープウェイで輸送する方法（以下、「先行技術１」という）。
（２）コンベアによる輸送方法（以下、「先行技術２」という）。
（３）自走台車による輸送方法（以下、「先行技術３」という）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技術は次のような問題点を有している。
（１）先行技術１：走行台車、モノレールおよびロープウェイで輸送する場合、往復輸送ラインが必要であった。単線であれば１台のみでの往復走行か、擦れ違いのための輸送ラインが必要なため輸送量は多くすることができなかった。
（２）先行技術２：コンベア輸送はコストが安く、一般的に用いられている方式であるが、コンベアで輸送する場合、曲がり部は乗り繋ぎが必要で、ここでの輸送物の落下対策および輸送対象物の制限があった。
（３）先行技術３：自走台車で輸送する方法では、複数台で駆動する場合、必ず往復路が必要である。
【０００４】従って、この発明の目的は、上述の課題を解決し、往復走行を可能にし、輸送効率を向上することができるリニアモータ式搬送台車の輸送設備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、輸送ラインに所定間隔で取り付けられた励磁コイルと、前記励磁コイルの位置毎に取付けられた磁気センサと、複数の搬送台車に取り付けられた複数極の永久磁石とからなる同期型のリニアモータと、前記リニアモータによって駆動する搬送台車からなる輸送設備において、前記輸送ラインは、往復路兼用の前記励磁コイルを挟んで配された前記搬送台車の往路レールおよび復路レールと、往復路兼用のリニア駆動装置と、前記輸送ラインの先端および後端に設けられた前記往路レールおよび復路レール相互間の乗り移り装置とを備え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、前記乗り移り装置は、前記搬送台車の全長よりも所定距離長い長さで区切られた、長手方向の中心軸を軸として回転可能に設けられた、前記往路レールおよび復路レールの一部と、前記往路レールおよび復路レールの一部を回転駆動するための駆動源とからなり、前記乗り移り装置において、前記搬送台車の停止、荷物の積み降ろしおよび前記レール相互間の乗り移りをす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、前記輸送ラインは、前記励磁コイル、前記磁気センサおよび前記リニア駆動装置がそれぞれ独立したゾーンからなり、前記ゾーンは複数相の整数倍の励磁コイルで構成されたセクションに更に分割されており、前記ゾーンの数は前記搬送台車の台数以上とし、１ゾーンに前記搬送台車が往路および復路にそれぞれ１台が存在しこれを超える台数が存在しないように常時前記搬送台車の速度を計測して制御する速度制御装置を備えることに特徴を有するものである。
【０００８】請求項４記載の発明は、前記永久磁石の幅、前記励磁コイルのピッチおよび前記磁気センサによる前記永久磁石の磁束の検知によって複数の検知パターンを形成し、前記検知パターンに対応した複数相の前記励磁コイルに一定方向の推力が発生するように通電方向のパターンを形成して前記輸送台車を走行せしめ、また、逆方向に電流を流すことにより逆方向に推力を発生させて前記搬送台車の制動および逆方向の走行を可能としたことに特徴を有するものである。
【０００９】請求項５記載の発明は、輸送ラインの途中に移動および取付け可能な停止装置を設け、前記停止装置において停止および荷物の積み降ろしを可能としたことに特徴を有するものである。
【００１０】請求項６記載の発明は、前記検知パターン化によって前記搬送台車への推力方向を設定し、前記励磁コイル１つに対して前記磁気センサを１つ設け、前記ゾーン内の前記磁気センサの信号線を相毎にシリーズで結線して線数を低減したことに特徴を有するものである。
【００１１】複数のゾーンに分けた同期型リニアモータを敷設した輸送ラインにおいて、励磁コイルを挟んでその両側に往路レールおよび復路レールを設け、そして、乗り移り装置を設ける。乗り移り装置を輸送ラインの先端および後端に設け、ここで、停止、荷物の積み降ろし、往・復レール相互間の移りを行う。また、１つのゾーンにおいて、搬送台車が往路を走行している場合、復路レールの搬送台車は往路レールの搬送台車が同ゾーンを外れるまで停止させておく。これにより、１つのリニアモータで搬送台車の往復駆動、輸送が可能である。
【００１２】永久磁石、励磁コイルおよび磁気センサの検知によって検知パターンがパターン化され、１励磁コイルに対し往復路用各１センサの設置とし、それぞれ複数相毎にシリーズ結線を行うことで配線数を減らすことができる。
【００１３】永久磁石を用いるリニアモータを使用しているため安定した推力が得られ、走行がスムーズであり、搬送台車の走行を高速化できる。また、万一停電になっても電源線を短絡することにより、容易に回生ブレーキが利用でき、衝突を防止できる。
【００１４】
【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。
【００１５】図１は、この発明の実施の形態に係る輸送ラインを示す平面図、図２は、この発明の実施の形態に係る輸送ラインを示す正面図、図３は、この発明の実施の形態に係る輸送ラインおよび往復レールの乗り移り装置を示す正面図、図４は、ストッパを示す側面図、図５は、この発明の実施の形態に係る輸送ラインの側面図である。
【００１６】輸送ライン１には、等ピッチ（ピッチ：Ｐ）で、（３／磁石の極数）Ｐの幅（図１、２参照）を有する励磁コイル３が配列されている。なお、ここで幅とは、輸送ラインの長手方向（搬送台車の走行方向）の長さ（距離）を示している。輸送ライン１の長手方向に、励磁コイル３を中に挟んでその両側にコの字型の往復レール４Ａおよび４Ｂが配設（図３、５においては上下に配設）されている（図５参照）。往復レール４（４Ａおよび４Ｂ）においては、それぞれ、搬送台車５（５Ａおよび５Ｂ）が走行可能である。２は搬送台車５の走行方向を示している。（図１参照）。搬送台車５には、バックプレート６が取り付けられ、バックプレート６を介して複数極（４〜５極）の永久磁石７が取り付けられている。永久磁石７の固定板として高磁性材のバックプレート６を用いることにより透磁効果が上がり効率が向上し、リニアモータの構成を簡素化することができ、コストを低減することができる。永久磁石７は１極（１枚）が（３／磁石の極数）Ｐの幅を有するように構成されている。永久磁石７の位置を検知するための磁気センサ８は、励磁コイル３の中央線上（図２参照）に取付けられている。
【００１７】励磁コイル３を横切る永久磁石７の磁束に対し、フレミングの左手の法則に従い、永久磁石７に磁力が働き、搬送台車５にはそれの反力として推力が働く。推力の大きさは、励磁コイル３の巻き数と電流および磁束密度で決定される。このように、搬送台車の推力は、永久磁石数および励磁コイルの巻数で調整できるため、容易にコストを低減できる。
【００１８】図３に示されるように、乗り移り装置９は、輸送ライン１の先端および後端（即ち、始点および終点）に設置されている。往路レール４Ａおよび復路レール４Ｂは、輸送ライン１の端部から搬送台車５の全長よりも所定距離長い長さで区切られ、往路レールおよび復路レールの一部１３Ａおよび１３Ｂを構成している。レールの一部１３Ａおよび１３Ｂの先端には、ギヤードモータ１４によって回転可能な回転フレーム１２が取付けられている。回転フレーム１２は回転フレーム１２を止めるための伸縮または回転自在のストッパ１５によって停止されロックされるようになっている。レールの一部１３Ａおよび１３Ｂは、回転フレーム１２によって長手方向の中心軸を軸として回転可能となっている。搬送台車５は、レールの一部１３Ａ、１３Ｂとともに回転フレーム１２によって回転し、往路レール４Ａまたは復路レール４Ｂに乗り移ることができるようになっている。なお、レール４および１３はコの字型のため（図５参照）、搬送台車５が落下することはない。図３、５において、１０は全体フレーム、１１は搬送台車の位置決め装置、１６は制御用ボックス、１７は全体フレーム１０の高さ調整のためのアジャストボルト、２３は分電盤、２４はケーブルラックである。１８は設備の組み立てや分解時に全体フレーム１０を運搬させる輸送用キャスターである。
【００１９】搬送台車５の永久磁石７は、励磁コイル３と近接する所定位置に設けられている。また、搬送台車５は、断面コの字型のレール４の走行面（下面）と接触する走行車輪２１および側面と接触するサイド車輪２２を有している。
【００２０】図示しないが、輸送ラインの途中の所定位置に停止装置を設け、ここで停止し、荷物の積み降ろしをしてもよい。
【００２１】図３に示される乗り移り装置９が設けられている場所は、輸送ライン１の先端である。この場所で搬送台車５に荷物を積み込む場合、往路レール４Ａを走行してきた搬送台車５は、乗り移り装置９で減速し、位置決め装置１１によって停止する。そして、この場所で荷台１９から荷物２０が降ろされる。次いで、新たな荷物２０が積み込まれる。または、空のままとなる。次いで、搬送台車５は、レールの一部１３Ａ、１３Ｂとともに回転し、レールの一部１３Ａと復路レール４Ｂとが合わせられる。次いで、搬送台車５は、復路レール４Ｂを走行し、輸送ライン１の後端の乗り移り装置（図示せず）において停止し、その場所で同様にレール４の乗り移りを行う。このようにして循環輸送が行われる。
【００２２】図６は、複数のゾーン２５におけるリニア駆動制御系統図である。ゾーン２５毎にリニア駆動装置２８が連結されており、ゾーン２５は更に複数のセクション２７Ａ、２７Ｂに分割されている。また、複数のリニア駆動装置２８は、分散制御装置２９で制御され、これらの全体システムを総合制御盤３０で制御している。
【００２３】また、磁気センサ８の信号は、リニア駆動装置２８、分散制御装置２９および総合制御盤３０に入力される。ゾーン２５は、励磁コイル３と往復路別々の磁気センサ８とリニア駆動装置２８とがそれぞれ独立し、各ゾーン２５に往復路用にそれぞれ１台の搬送台車５が存在しこれを超える台数が存在しないようにするように駆動制御される。
【００２４】図７は、１セクション２７の励磁コイル３の構成を示したものである。リニア駆動装置２８からの複数相の電源線３１は、セクション２７毎に電源切替器３２用分電盤２３を通してパラレル接続される。配線３８は、３相毎にシリーズで結線し、端末でつなぐ、スター結線で構成される。セクション２７の励磁コイル３は、複数相の整数倍で構成され、相に合わせた励磁コイル３と磁気センサ８がシリーズで結線されている。このように相毎にシリーズ結線していることから、配線数を低減することができる。３相に対応した磁気センサ８の信号は、増幅回路３４を通してリニア駆動装置２８に伝送される。また、この信号をＯＲ回路３５に結ぶことで、搬送台車５がセクション２７に存在する限り検知し続けることができる。この信号は３相電源の切替器３２をＯＮとし、セクション２７毎に番地付けされた信号をリニア駆動装置２８に伝送し続けることになる。これによって搬送台車５が存在するセクション２７のみに電流を流すことができ、且つ、搬送台車５の位置信号が送られ、位置を知ることができる。
【００２５】図８は、リニアモータの駆動方法を示し、永久磁石７と励磁コイル３の位置による電流の流し方（転流パターン）を示している。複数極の永久磁石７｛搬送台車５には、幅が（３／磁石の極数）Ｐの永久磁石が５枚（５極）取り付けられている｝、励磁コイル３、および、励磁コイル３の中央線上に取り付けた１方向性の磁気センサ８の検知によって８種類の検知パターン３６がパターン化される。この検知パターン３６に対応した、励磁コイル３に一定方向の最大推力が働くように電流の出力パターンがパターン化（１／４正、１／８停止、１／４負の電流方向）される（出力パターン３７）。また、ゾーン２５の切替え部において、永久磁石７の幅の分だけ各ゾーン２５の出入り口に磁気センサ８を重複して設けることにより推力が低下せず次のゾーン２５への乗り移りがスムーズになる。
【００２６】このように、検知をパターン化することによって１つの励磁コイル３に対し１つの磁気センサ８の設置とすることができ、複数相毎にシリーズ結線を行うことで配線（信号線）３８および電源線３１数を減らすことができる。永久磁石７から出た磁束は励磁コイル３を通過して電流力が引き出される。推力の大きさは、励磁コイル３の巻数と電流および磁束密度で決定される。
【００２７】本発明設備を予め工場等で製作しておき、現地に運んでここで連結がすることが可能なため輸送ラインの延長が容易であり、コストを低減することができる。
【００２８】
【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。
（１）往路レールおよび復路レール、乗り移り装置を設け循環式の輸送ラインとすることにより、搬送台車の往復走行が可能であり輸送量の増大および輸送の高効率化を実現することができる。往復路の励磁コイルを兼用とすることでコスト低減ができる。
（２）永久磁石を用いるリニアモータを使用しリニアモータ駆動が磁気センサと永久磁石の極数によってパターン化して方向性を決定しているため安定した推力が得られる。
（３）輸送ラインがゾーンおよびセクションに分割されているため、複数の搬送台車の走行および輸送動力の低減が可能であり、低コストで輸送を実施することができ、また、機構を簡素化することができる。
（４）リニアモータを使用するため搬送台車に駆動部が無く構造を簡素化でき、台車の大きさの割に荷物を多く積み込めペイロードを大きくでき、輸送量の増大および輸送の高効率化を実現することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００４１２３
【氏名又は名称】日本鋼管株式会社
【識別番号】０００２３１１３２
【氏名又は名称】日本鋼管工事株式会社
【出願日】 平成１１年１月１４日（１９９９．１．１４）
【代理人】 【識別番号】１０００８３８３９
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 泰男
【公開番号】 特開２０００−２０９７０８（Ｐ２０００−２０９７０８Ａ）
【公開日】 平成１２年７月２８日（２０００．７．２８）
【出願番号】 特願平１１−７４８８