(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が供給されるコイルを備えた搬送車と、
該搬送車が走行し、その延在する方向に前記コイルと対向するように複数の永久磁石が設けられた走行軌道とを備えてなり、
前記コイルと前記複数の永久磁石とがリニアモータとして機能し、
該走行軌道が二以上の方向に分岐する分岐部を有する構成とされている搬送車走行システムにおいて、
前記分岐部には、前記コイルとともにリニアモータとして機能する複数の分岐部用永久磁石が設けられ、
該分岐部用永久磁石は、分岐する一の走行軌道と二の走行軌道との間を跨って列設、配置されていることを特徴とする搬送車走行システム。
【請求項２】
請求項１記載の搬送車走行システムにおいて、前記分岐部用永久磁石は、平面視して円弧状の形態とされていることを特徴とする搬送車走行システム。
【請求項３】
前記複数の永久磁石の内、前記分岐部に設けられる永久磁石の幅を分岐部以外に設けられる永久磁石の幅より広くしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の搬送車走行システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動化工場内で部品などの搬送を担う搬送車に関し、具体的には、磁気の反発力及び吸引力を利用することで搬送車の推進力を得る、リニアモータ式搬送車走行システムを備えたものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場内の搬送車としては、通常のモータと車輪を備え、床に設けられたガイドに沿って各地点に部品等を供給する自走式搬送車等が提案されている。この無人駆動による搬送車は、工場の自動化には欠かせない技術要素となっているとともに、研究、開発が活発に続けられ、今日では、各工場のニーズに適合するような形態を備え、かつ効率的で高性能な搬送車が各種提供されている状況にある。このような搬送車の中には、コイルを備えた搬送車と永久磁石を備えた走行軌道とを主な構成要素とし、これらコイルと永久磁石による磁気反発力及び吸引力を利用して推進力を得る搬送車なども提供されている。
【０００３】
上記のコイルと永久磁石の構成からなる搬送車は、いわゆるリニアモータカーと同様な原理で走行、停止がなされるものである。その仕組みを簡単に説明すると以下のようになる。コイルは搬送車の下部に設けられ、これに電流を流すことによって、そのコイル外部に磁界を形成する。この磁界と走行軌道上のＮ極とＳ極が交互に配置された永久磁石の磁界との間には、それらの相互作用により反発力及び吸引力が生じ、これが推進力として転化されるようになされているものである。また、搬送車の走行軌道上の位置は、該搬送車上に設けた磁極検出器とパルスエンコーダのフィードバックによってサーボ制御される。ここで、磁極検出器とは、例えば、ホール素子等が利用されたものであって、これにより走行軌道上の永久磁石の磁極を検出可能とされているものである。一方、エンコーダはタッチローラ式等のものが利用される。このようなリニアモータ式搬送車を利用すれば、電気制御方式による高い応答性等の様々な利点を得ることができる。なお、このように搬送車が走行する走行軌道、搬送車への給電を可能にする仕組み等の構成全体を、本明細書においては、搬送車走行システムとよぶことにする。
【０００４】
ところで、上記の搬送車走行システムにおいて、その走行軌道は、それが直線部のみで構成される場合ももちろん考えられるが、工場内の様々な地点に物資運搬を可能とするためには、図４に示すように、分岐部Ｂが備えられた状態が一般的である。ちなみに、図４において、符号１は搬送車、１ａは搬送車の下部に備えられたコイル、１ｂはガイドローラ、２は走行軌道、２ａは走行軌道の側壁、３は永久磁石を示している。このように、走行軌道２に分岐部Ｂ（もちろん合流点でもある）を設けることによって、一つの搬送車走行システムにより、工場全体に統一的な物資の運搬が可能となるため、より効率的、機能的な物資搬送が可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のように走行軌道２に分岐部Ｂを設けることによって、走行軌道２上の永久磁石３の配置方法に、制限が生じることになる。つまり、図４に示すように、曲線部の走行軌道（以下曲線部軌道）２１と直線部の走行軌道（以下直線部軌道）２２とに分岐する分岐部Ｂにおいては、まず、より確実な搬送車１の動作が必要とされる、曲線部軌道２１に永久磁石３１を配置する。ところが、このことによって、直線部軌道２２に配置されるべき永久磁石３２が、図２のＬにて示すように、前記曲線部軌道２１の永久磁石３１の配置場所と重なり合う部分が生じてしまうため、当該部分に永久磁石３２の設置を行うことができなかった。したがって、この部分においては、搬送車１に対して推進力も制動力も与えることができずに、制御不可能な状態となってしまっていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、リニアモータ式の搬送車走行システムにおいて、分岐部を含む走行軌道上においても、搬送車の安定した制御が行える搬送車走行システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段をとった。
すなわち、本発明における搬送車走行システムは、電流が供給されるコイルを備えた搬送車と、該搬送車が走行し、その延在する方向に前記コイルと対向するように複数の永久磁石が設けられた走行軌道とを備えてなり、前記コイルと前記複数の永久磁石とがリニアモータとして機能し、該走行軌道が二以上の方向に分岐する分岐部を有する構成とされている搬送車走行システムにおいて、前記分岐部には、前記コイルとともにリニアモータとして機能する複数の分岐部用永久磁石が設けられ、該分岐部用永久磁石は、分岐する一の走行軌道と二の走行軌道との間を跨って列設、配置されていることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、走行軌道の分岐部には複数の分岐部用永久磁石が設けられるとともに、該分岐部用永久磁石は、分岐する一の走行軌道と二の走行軌道との間を跨って列設、配置されていることから、走行軌道の分岐部及び分岐部前後の走行軌道とにおける永久磁石の列は連続したものとされることとなる。したがって、分岐部上を含む走行軌道上のどの地点においても、搬送車に対して推進力及び制動力を働かせることが可能となる。
【０００９】
また、前記分岐部用永久磁石は、平面視して円弧状の形態とされていることから、前記搬送車が分岐部を通過する際に、該搬送車下部に設けられた前記コイルと分岐部用永久磁石とが、常に対向している関係が保たれることとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下では本発明に係る実施の形態について図を参照して説明する。ここで、従来例にて説明した走行軌道、永久磁石等に付した符号で、本実施形態においても同一の対象を指示するものは、同一符号を付して説明することとする。
【００１１】
図１において、符号４は分岐部用永久磁石を示している。分岐部用永久磁石４は、この図に示すように、複数設けられているとともに、分岐部Ｂ以外に設けられた永久磁石より幅が広くされていて、分岐する曲線部軌道（一の走行軌道）２１と直線部走行軌道（二の走行軌道）２２との間に跨って列設、配置されている。また、その形状は、平面視したときに円弧状の形態とされているものである。一方、平面視して四角形形状とされている永久磁石３、３、…は、走行軌道２上の延在する方向に複数設けられている。これらの分岐部用永久磁石４や永久磁石３は、走行軌道２の方向にＮ極、Ｓ極が交互に配置されるように設置されているものである。
【００１２】
本実施形態では、前記した分岐部Ｂ前の走行軌道２上の永久磁石３と、分岐部Ｂ後の曲線部軌道２１上の永久磁石３１、直線部軌道２２上の永久磁石３２については、その設置が分岐部Ｂを境界として、その前後で幾分省略されており（図４参照）、分岐部用永久磁石４はこの省略された部分に配置されているものである。したがって、結果的には、分岐前の永久磁石３と分岐後の永久磁石３１、３２とが、分岐部用永久磁石４により、連続した永久磁石の列（３、４、３１の列及び３、４、３２の列）を形成することとなる。つまり、走行軌道２上では、どの地点においても永久磁石の列が完全に連続となっている状態となる。
【００１３】
また走行軌道２には、この走行軌道２に沿った方向に、搬送車１への給電を行うための一次給電線５が設けられている。この一次給電線５は、図２に示すように、走行軌道２の側壁２ａから水平内側に張り出した複数の支持梁６先端に固定されている。
【００１４】
一方、搬送車１は、基台の下面に電流が供給されるコイル１ａと走行軌道２の上面を捕らえる回転自在とされた車輪７を備えている。また、搬送車１の両側方には、断面がＥ字形状とされた磁性体コア８と二次巻線９とを備えた給電ユニット１０が設けられている。このうち二次巻線９はコイル１ａと電気的に結合された状態、具体的には結線された状態とされている。
【００１５】
上記の給電ユニット１０と先述した一次給電線５との位置関係は、図３の拡大図に示すように、断面Ｅ字形状の磁性体コア８の２つの空隙部に、それら２本の一次給電線５が配置されるようになされているものである。二次巻線９は、そのＥ字形状の中央に形成されている。また、搬送車１にはガイドローラ１ｂが設けられており、これが走行軌道２のガイド１１に噛み合いつつ転動することによって、搬送車１の走行軌道２上の走行が案内されることとなる。そして、搬送物Ｌは、このような走行及び給電の機構の上部に載置されることになる。
【００１６】
上記の構成となる搬送車走行システムの動作を以下に説明する。まず、一次給電線５に高周波電流を供給し、二次巻線９に誘導起電力を生成する。この誘導起電力は、図示しない整流回路、定電圧回路を経て安定した直流電源に変換され、搬送車１に搭載されたコイル１ａ（リニアモータ一次側）用の電源として使用されるのを初め、その他の機材の駆動に使用される。
【００１７】
このとき、コイル１ａと、走行軌道２上のＮ極、Ｓ極と交互配置された永久磁石（３、４、３１、３２）とは、通常のＡＣサーボモータと同様に、図示しないエンコーダのＡ相、Ｂ相、Ｚ相の各出力と指令のパルス列との間で、位置、速度のフィードバック制御が行われる。また、別途設けた磁極位置検出器からのＵ、Ｖ、Ｗの各相磁極位置信号に基づき、コイル１ａ各相巻線へ２／３π位相差の電圧信号を順次供給し、走行軌道２の永久磁石の配列に同期して一次側起磁力を切り換えることによって走行を継続するようになされている。
【００１８】
このようにして、走行する搬送車１はやがて分岐部Ｂにさしかかるが、この分岐部Ｂには、分岐部Ｂ以外のものより幅の広い分岐部用永久磁石４が設けられていることから、この分岐部Ｂ前後においても磁石の列が途切れることがないため、搬送車１に対して推進力及び制動力を働かせることが可能となる。また、分岐部用永久磁石４は円弧状の形態とされていることから、図１に示すように、搬送車１下部に設けられたコイル１ａと分岐部用永久磁石４とは常に対向した関係が保たれる。すなわち、両者の磁界が常に相互作用を及ぼし合うこととなり、分岐部Ｂにおける搬送車１の制御を安定したものとすることが可能となる。
【００１９】
なお、本実施形態においては、分岐部Ｂとして、走行軌道２から曲線部軌道２１と直線部軌道２２へと分岐する三叉路とされていたが、本発明は特にこのことにこだわるものではない。例えば、この三叉路の分岐部Ｂに、さらにもう一つの曲線部軌道を備えて四叉路の分岐部とし、この各々の分岐路に配置された永久磁石と分岐前の基線である走行軌道の永久磁石との列が連続するように、分岐部用永久磁石を配置したものであってもよい。
【００２０】
本実施形態における一次給電線５と搬送車１上の給電ユニット１０による非接触式給電という方式に対して、本発明は特にこだわるものではない。例えば、接触ブラシ等の集電部品を搬送車１に搭載し、これと給電線とを接触、摺動させることにより搬送車１に電気が供給されるような給電の形態であってもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による搬送車走行システムによれば、走行軌道の分岐部に複数の分岐部用永久磁石が設けられ、この分岐部用永久磁石は、分岐する一の走行軌道と二の走行軌道との間を跨って列設、配置されていることから、走行軌道の分岐部及び分岐部前後の走行軌道とにおける永久磁石の例は、連続したものとされることとなる。したがって、分岐部上を含む走行軌道上のどの地点においても、搬送車に対して推進力及び制動力を働かせることが可能となり、安定した搬送車の制御、ひいては搬送車走行システムの安定した運用が可能となる。
【００２２】
また、前記分岐部用永久磁石は、平面視して円弧状の形態とされていることから、前記搬送車が分岐部を通過する際において、この分岐部用永久磁石と該搬送車の下部に設けられた前記コイルとは常に対向した関係が保たれることとなる。したがって、分岐部用永久磁石とコイルそれぞれに由来する磁界は、分岐部においても相互作用を及ぼし合うことが可能となり、これによって上記した効果をより確実なものとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態における、分岐部を含んだ走行軌道及び分岐部用永久磁石を示す平面図である。
【図２】  本実施形態における搬送車及び走行軌道を示す正面断面図である。
【図３】  一次給電線と二次巻線との相対的な位置関係を示す拡大正面図である。
【図４】  従来例における、分岐部を含んだ走行軌道及び永久磁石の配置を示す平面図である。
【符号の説明】
１  搬送車
１ａ  コイル
２  走行軌道
２１  曲線部軌道（一の走行軌道）
２２  直線部軌道（二の走行軌道）
３、３１、３２  永久磁石
４  分岐部用永久磁石
Ｂ  分岐部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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