JP2598711Y2

JP2598711Y2 - リニアモータ式コンベア装置

Info

Publication number: JP2598711Y2
Application number: JP1993035813U
Authority: JP
Inventors: 俊彦清水
Original assignee: 俊彦清水
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1999-08-16
Anticipated expiration: 2008-06-30
Also published as: JPH078331U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、リニアモータを用い
た、高速搬送用のコンベア装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のローラコンベア装置は図１に示す
ように、ローラ８を回転させるに当たりチェーン９やベ
ルトを介し、各ローラ８へ動力を与えていた。

【０００３】この場合、コンベア搬送ルートの変更は、
大変困難であり搬送速度も低く低速搬送しか出来なかっ
た。

【０００４】ただし、ローラコンベア装置は特別な台車
を必要とせず、ローラ８上へ搬送物を置くだけでローラ
８の回転力を受けて搬送出来るもので、大変安価で有効
ではあったが、一つでも搬送路内に搬送物があれば、チ
ェーン９または、ベルトで結ばれた全てのローラを回転
させておく必要があった。従って、搬送物に対し大きな
動力を必要とした。

【０００５】このような欠点を是正し、高速搬送が可能
なものとして、図２に示すリニアモータ搬送装置が知ら
れている。この装置は、走行路上に１対のレール１２を
配すると共に、リニアモータの一次側部材１４を配し、
１対のレール１２上に置かれた車輪１３を具備する台車
１１に、リニアモータの二次側部材１５を設け、この二
次側部材１５を一次側部材１４に接近させて配設したも
のである。そして一次側部材１４に移動磁界を発生さ
せ、台車１１をレール１２上に移動させることによっ
て、台車１１上に固定具４を介して載置した搬送物３０
を搬送している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
リニアモータ搬送装置においては、二次側部材１５の二
次導体となるアルミ板または、銅板を有する特別な台車
１１を必要とし、搬送物３０は台車１１へ乗せて固定し
てやる必要があった。

【０００７】この為、大量の搬送物の搬送には、大量の
台車１１を必要とし、小さな搬送物３０でも相当の台車
１１が必要であり動力のムダと共に大変高価であった。

【０００８】さらに、上記リニアモータ搬送装置では、
図３に示すように、搬送した台車を元へ戻してやる返却
ルートを必要とし、リニアモータはダブル（行き帰り）
で必要で、台車の行路１７、帰路１６間のトラバース
（台車のライン乗せ替え）ライン１８やスペースの占有
面積、台車の待避場所２２などムダが多く高価に付い
た。なお、図３において、１９は搬出ステーション、２
０は搬入ステーション、２１は作業ステーションであ
り、１４は走行路に沿って配設されたリニアモータの一
次側部材である。

【０００９】一方、リニアモータ搬送装置は、一般のコ
ンベアと比べて超高加減速であり高速搬送が期待されて
いるが、搬送物を台車へ固定する必要（落下防止）があ
り、積み卸しの作業場所（ステーション）へ正確に停止
する事が要求されるが、定位置へ正確に停止する事は、
極めて困難で、エアーシリンダなど外部位置決め装置等
の機器に頼らねばならず、搬送物の積み卸し時間や停止
位置決め時間を要し、高速搬送上重大な問題点があっ
た。すなわち図４において、位置決め時間Ｔ₁、積み卸
し時間Ｔ₂、搬送物固定時間Ｔ₃がムダ時間となり、搬
送平均速度は図示する位置まで低下してしまう。

【００１０】本考案は上記問題点に鑑み、図５に示すよ
うにローラ１０自体を、リニアモータの二次側部材とす
ることに想到した。すなわち、図５に示すものは、前記
ローラコンベアのローラ１０を、そのまま二次導体とし
た構成で、リニアモータの一次側部材１４の推力により
ローラ１０を回転させて、搬送物３０を搬送させるもの
であるが、実用的には、リニアモータの磁界を受ける二
次導体面が少なくローラ回転トルクが十分に得られなか
った。

【００１１】この為、ローラ径を大きく取り、二次導体
面を大きくするなどの改善を行っていたが、図６に示す
ように搬送物３０がローラ面に衝突してしまい振動や騒
音を誘発し、搬送物３０を破損させる等スムーズな高速
搬送が得られなかった。

【００１２】本考案は上記問題点を解決したリニアモー
タ式コンベア装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本考案のリニアモータ式
コンベア装置は、上記目的を達成するため、コンベア走
行路に沿って多数配された誘導型リニアモータの一次側
部材と、コンベア走行路に沿って所定間隔を置いて配設
され、その軸方向がコンベア走行方向と直交する多数の
ローラ軸と、各ローラ軸上にその軸方向に沿って所定間
隔を置いて設けられ、その外径がローラ軸の外径より十
分に大きく、前記一次側部材上に近接して位置する多数
の円柱形状のコマと、コマの外周面全面に沿うように略
円筒状に設けられた誘導型リニアモータの二次側部材
と、誘導型リニアモータの一次側部材の磁界移動を搬送
物を検出して生起制御する通電装置とを備え、相隣り合
うローラ軸上のコマの軸方向位置が相互にずれて、これ
らコマがお互いに干渉することなく噛み合うように配設
されていることを特徴とする。

【００１４】上記構成において、各コマがローラ軸上に
固定され、ローラ軸が支持枠に回転自在に支持されて、
二次導体を成すコマが少なくとも二種の金属による二層
構造を成し、ローラ軸がコマの下方に設けられた誘導型
リニアモータの一次側部材の移動磁界に応じてローラ軸
上の各コマが同期して回動するか又は、ローラ軸上に各
コマが回転自在に支持されて、二次導体を成すコマが少
なくとも二種の金属による二層構造を成し、各コマがそ
の下方に設けられた誘導型リニアモータの一次側部材の
移動磁界に応じてローラ軸上の各コマが夫々独立して回
動するかの何れかで構成されることが好適である。

【００１５】又本考案のリニアモータ式コンベア装置
は、上記構成に加えて、コンベア走行路は、ある範囲毎
にブロックに分けられ、ブロック毎にセンサが設けら
れ、センサがブロック範囲近傍または、その範囲より大
きな範囲をカバーする位置へ設置され、センサは、担当
ブロック内の搬送物有無を検出し、センサが担当ブロッ
ク内に搬送物を検出した場合、担当ブロック内にある誘
導型リニアモータの一次側部材に通電し搬送物が搬送さ
れ、ブロック内に搬送物が無くなれば、通電を遮断する
構成で、上記一次側部材へ通電する電力源は、ドライバ
によりコントロールされ、ドライバが、電力のオン／オ
フや周波数、電圧の変更または、相切替えの何れか、ま
たは複数の機能を有し、上記ドライバの出力により、コ
マの回転推力や回転方向が決定され、上記コマの回転推
力で、搬送物の速度やトルクをブロック範囲毎にコント
ロールする手段を具備すると共に、ブロック内搬送物を
検出するセンサの出力で搬送物の位置及び搬送速度を検
出する手段を具備した事を特徴とする。

【００１６】

【作用】本考案によれば次のような作用を営むことがで
きる。

【００１７】すなわち、誘導型リニアモータの一次側部
材の移動磁界で得られる推力をコマ回転力に変換するに
あたり、図１２に示す様にコマが噛み合わせ構造を持つ
事から、コマの径を大幅に大きく取れ、リニアモータの
一次側部材の磁界を受ける二次側部材を大きく出来るた
め、渦電流を効率よく生じて大きなトルクを発生できる
構成であり、コマは高速で回転する。コマの外周面で搬
送物を搬送する事から、高速搬送が可能である。また、
コマが噛み合うように配設されることで、一次側部材の
移動磁界の多くを効率よく二次側部材に伝達できる。す
なわち、相隣合うコマが隙間無く噛み合うように設けら
れていて、フラックスが漏れる無駄な空間を極力少なく
することができる。ここで、二次導体を成すコマが少な
くとも二種の金属による二層構造を成すものであれば、
例えば鉄材をアルミ材（又は銅材）で覆う二層構造とす
ることで、アルミ材表面に誘導された渦電流がフラック
スを通し易い鉄材へ大きなフラックスを流し、強力な磁
力を生じさせることができる。そして、各コマがローラ
軸上に固定され、ローラ軸が支持枠に回転自在に支持さ
れて、二次導体を成すコマが少なくとも二種の金属によ
る二層構造を成し、ローラ軸が誘導型リニアモータの一
次側部材の移動磁界に応じて回動するものであれば、例
えば移動磁界の大きさや移動速度または移動方向などに
応じてローラ軸上の各コマが同期して回転することか
ら、二次導体を構成するローラ軸は固定されたコマの分
だけイナーシャを大きくとれることから、重量物の高速
搬送に適した構造とすることができる。一方、ローラ軸
上に各コマが回転自在に支持されて、二次導体を成すコ
マが少なくとも二種の金属による二層構造を成し、各コ
マが誘導型リニアモータの一次側部材の移動磁界に応じ
て回動するものであれば、例えば移動磁界の大きさや移
動速度または移動方向などに応じてローラ軸上の各コマ
が夫々独立して回転することから、上記と比較してコマ
のみのイナーシャで済み二次導体を構成するコマのイナ
ーシャを小さくできることから、軽量物の超高速搬送に
適した構造とすることができる。

【００１８】さらに、高速搬送で問題となる搬送物への
振動や搬送路の騒音は、交互にコマ同士が隣接し、噛み
合う様に取り付けられている事から、凸凹が少なくスム
ーズに搬送物を搬送でき、搬送物への振動や搬送路の騒
音が少なく、搬送物に対し高速搬送での破損もない。

【００１９】又、例えば図１４の点線部に示すインバー
タ出力を各ブロックのＳＳＲへの入力電源とする事で、
搬送路全体の搬送速度を１台のインバータで制御する事
も可能で、大変安価に搬送速度制御が得られる。

【００２０】すなわち、ブロック内の搬送物がセンサで
検出されたブロックのみリニアモータへ通電させる為、
膨大な電力を必要とせずに済むためである。

【００２１】また、上記原理で、複数ブロックを集め、
さらに大きな単位に分割する事で、低速作業ライン等を
簡単に得られ、マイナス推力（逆相）で逆方向へ搬送す
る事も同様に可能であり、停止についても押し当て停止
など、トルクや速度コントロールが簡単に達成出来る。

【００２２】搬送物を検出して、リニアモータをオン／
オフさせる事で、駆動源を駆動し続ける必要がなく、台
車などの余分な負荷がなく、搬送物に対して過大なエネ
ルギーを必要としない省力化の効果も得られる。

【００２３】搬送物速度や位置、モータへの電力、搬送
路の分岐制御等は、ブロック毎に設けられたセンサ信号
で運行管理を行い、表示装置に搬送物の状況を表示させ
たり、搬送路分岐制御信号や搬送速度管理信号が容易に
得られる。

【００２４】すなわち、センサ信号より搬送物のブロッ
ク位置が把握出来、さらにブロック間の搬送物搬送時間
から特定の搬送物の速度が容易にセンシング出来る。

【００２５】

【実施例】図示する本考案の実施例について説明する。

【００２６】本実施例のリニアモータ式コンベア装置
は、コンベア走行路Ｔに沿って配された誘導型リニアモ
ータＭの一次側部材１４と、コンベア走行路Ｔに沿って
所定間隔を置いて配設され、その軸方向がコンベア走行
方向と直交する多数のローラ軸８と、各ローラ軸８上に
その軸方向に沿って所定間隔を置いて設けられ、その外
径がローラ軸８の外径より十分に大きく、前記一次側部
材１４上に近接して位置する多数のコマ３と、コマ３の
内部に設けられた誘導型リニアモータＭの二次側部材１
と誘導型リニアモータＭの一次側部材１４の磁界移動を
生起制御する通電装置Ｄとを備えている。

【００２７】そして図７及び図１２に示すように、相隣
り合うローラ軸８上のコマ３の軸方向位置が相互にずれ
て、これらコマ３が互いに干渉することなく噛み合うよ
うに配設されている。

【００２８】前記コマ３は、図９に示すように、内側か
ら外側に向けて外周面全面に沿うように円筒状鉄板３
４、円筒状アルミ板（銅板でもよい。）３３、及び高透
磁率の円筒状摩擦材３２が貼り合わされた３層構造の円
筒体を有し、両端面に補強板５０、５０を備えて構成さ
れている。前記アルミ板３３及び鉄板３４が誘導型リニ
アモータＭの二次側部材１となっている。

【００２９】前記コマ３をリニアモータＭの一次側部材
１４の上方に接近させて設置する事で、図１０に示すよ
うに、リニアモータＭの移動磁界３８を受けてコマ３の
アルミ板３３へ誘導される渦電流３６で推力３７が発生
する。

【００３０】図８に示すように、コマ３はローラ軸８に
回転自在に支えられていて、上記推力３７によりコマ３
が回転する。

【００３１】二次側部材１の形状は本実施例のように円
筒形に形成する外、図１５に示すように、多角形状に外
周面全面に沿うように略円筒状に形成する等、種々の形
状とすることができ、要するに二次側部材として推力が
得られる構造とすればよい。前記摩擦材３２は、この二
次部材１の表面に接着され、搬送物３０がコマ３との間
ですべることを押さえると共に、搬送物に印可する搬送
時のショックや振動を吸収するクッション材を兼ねたも
のが望まれる。

【００３２】図７（ａ）、（ｂ）に示すように、搬送物
３０をコマ３上へ置くとコマ３の回転方向の推進力を得
て搬送物３０が移動磁界３８の方向と逆方向に移動す
る。コマ３の外周面へ摩擦部材３２を設ける事でなお効
果的である。搬送物３０は加速を始め、最終的にコマ回
転数相当の速度まで立ち上がる。その後その速度で高速
搬送される。

【００３３】リニアモータＭのオン／オフは走行路Ｔに
設けられたセンサ４０がオフの間だけ、その範囲３９の
リニアモータ一次側部材１４だけに通電されている（図
７（ｃ））。

【００３４】すなわち、ブロック範囲３９毎に設けられ
光センサ４０を２対設け、お互い交差状に設置されワイ
ヤードＯＲの接続で、何れか一方でも光軸が遮断された
場合、センサ信号がオフとなり、信号がオフの間、その
ブロック内のリニアモータＭの一次側部材１４が通電さ
れるものである。

【００３５】なお、センサ４０はブロックより手前に設
けられていて、ブロックへ進入する搬送物３０を、その
手前で検出し搬送物３０の速度が減速する事のない様
に、予めコマ３を回転させておく必要がある。

【００３６】上記センサ信号は、運行管理装置でモニタ
され、表示装置に搬送物３０の状況を表示させたり、搬
送路分岐制御信号や搬送速度管理信号として利用され
る。

【００３７】すなわち、センサ信号より搬送物３０のブ
ロック位置が把握出来、さらにブロック間の搬送物搬送
時間から搬送速度がセンシング出来るものである。

【００３８】図１３、図１４は、図１６の搬送物走行パ
ターンについての、速度制御の１例を示すものである。

【００３９】分岐点４７までは、ＳＳＲ（ソリッドステ
イトリレイ）をドライバとして有し、商用ＡＣ２００Ｖ
３相電源で駆動され、搬送物３０は高速Ｈで移動し、分
岐後分岐搬送路４４は、インバータをドライバとして有
する複数のブロックで単位をなす搬送路で、１台のイン
バータの電圧コントロールされたラインであり、さらに
各ブロックのリニアモータへＳＳＲのドライバを介しイ
ンバータ電力が供給される構造で、メイン搬送路４５を
搬送中にブロック間の搬送時間と単位ブロック間距離よ
り求めた速度から減速力（エネルギーはＥ＝ｍ・Ｖ²／
２で速度の２乗で効く）を決定し、リニアモータＭの一
次側部材１４へ印加され、搬送物３０を減速させてい
る。

【００４０】なお、逆相推力を印加する事で、急減速も
可能である。一般的には、搬送物３０が停止しない程度
の、摩擦抵抗を大きくし回転しにくい負荷のコマ３を設
け減速援助させる方が安価である。

【００４１】減速後は、インバータより出力される微推
力を受け搬送物３０は、図１６に示すカーブを低速度Ｌ
で搬送する。なお、カーブはローラコンベアで使われる
径の異なる円錐形のコマ７を用いている。

【００４２】制御区間４９を抜けると、惰走後停止位置
４８で停止する。

【００４３】作業ライン等の定速度制御が要求される場
合などは、二次導体（二次側部材）を有さない速度検出
用コマローラ５１を設け、その上を通過した搬送物３０
の搬送速度を、速度検出コマローラ５１の軸に設けられ
たタコジェネの電圧レベルを検出し（エンコーダーのパ
ルス周波数でも検出可能）、定速力を決定し、フィード
バック制御する方法もある。

【００４４】図１６に示す側面ガイド４１は走行路Ｔの
両側に設けられ、搬送物３０の脱線防止機能と、仕分け
分岐装置の開閉機構４２の分岐ガイド４３の機能があ
り、開閉機構４２の動作を受けて分岐ガイド４３は、メ
イン搬送路４５の分岐搬送路４４のライン切り替えを行
う。

【００４５】開閉機構４２の切り替えタイミングは、運
行管理コントローラからの指示で行われるが、各ブロッ
クに設けられたセンサ４０により、メイン搬送路４５の
ブロック間の搬送物の速度と、位置情報で搬送物３０が
モニタされていて、分岐装置の手前のブロックセンサ４
０によりタイミングが取られて特定の搬送物の開閉制御
を行うものである。

【００４６】なお、本考案は上記実施例に限定されるも
のではなく、本考案の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本考案の範囲から排除するものではな
い。

【００４７】例えば、上記実施例では、ローラ軸８上に
各コマ３が回転自在に支持されているが、各コマ３がロ
ーラ軸８上に固定され、ローラ軸８が支持枠３５（図７
（ａ））に回転自在に支持される構造とすることができ
る。

【００４８】

【考案の効果】本考案によれば、大きな推進力を得られ
ると共に、搬送物をスムースに、低騒音で、高速に搬送
できるリニアモータ式コンベア装置を提供することがで
きる。

【００４９】また本考案によれば、台車が必要でない点
で搬送物の固定、積み卸し時間、ステーション停止位置
決め時間が不要で、搬送サイクル時間を大幅に縮小でき
るという効果が生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例のローラコンベア装置を示す斜視図。

【図２】従来例のリニアモータ式搬送装置を示す斜視
図。

【図３】その搬送系を示す平面図。

【図４】その走行状態を示すグラフ。

【図５】本考案に先行するリニアモータ式コンベア装置
を示す斜視図。

【図６】その問題点を示す側面図。

【図７】本考案の実施例を示すものであって、（ａ）に
平面図、（ｂ）に正面図、（ｃ）にグラフを夫々示す。

【図８】そのコマとローラ軸を示す斜視図。

【図９】コマの拡大斜視図。

【図１０】コマの回転原理を示す原理図。

【図１１】コマの回転原理を示す斜視図。

【図１２】コマの噛み合い状態を示す平面図。

【図１３】速度制御を示すグラフ。

【図１４】通電装置の制御手段を示すブロック図。

【図１５】コマの他の態様を示す斜視図。

【図１６】コンベア走行路を示す平面図。

【符号の説明】

１二次側部材３コマ８ローラ軸１４一次側部材３０搬送物３５支持枠４０センサＭ誘導型リニアモータＴコンベア走行路Ｄ通電装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０２Ｐ 7/00 １０１Ｈ０２Ｐ 7/00 １０１Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65G 54/02 B65G 13/06 B65G 39/04 H02K 41/02 H02K 41/025 H02P 7/00 101

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】コンベア走行路に沿って多数配された誘
導型リニアモータの一次側部材と、コンベア走行路に沿って所定間隔を置いて配設され、そ
の軸方向がコンベア走行方向と直交する多数のローラ軸
と、各ローラ軸上にその軸方向に沿って所定間隔を置いて設
けられ、その外径がローラ軸の外径より十分に大きく、
前記一次側部材上に近接して位置する多数の円柱形状の
コマと、コマの外周面全面に沿うように略円筒状に設けられた誘
導型リニアモータの二次側部材と、誘導型リニアモータの一次側部材の磁界移動を搬送物を
検出して生起制御する通電装置とを備え、相隣り合うローラ軸上のコマの軸方向位置が相互にずれ
て、これらコマがお互いに干渉することなく噛み合うよ
うに配設されていることを特徴とするリニアモータ式コ
ンベア装置。
【請求項２】各コマがローラ軸上に固定され、ローラ
軸が支持枠に回転自在に支持されて、二次導体を成すコ
マが少なくとも二種の金属による二層構造を成し、ロー
ラ軸がコマの下方に設けられた誘導型リニアモータの一
次側部材の移動磁界に応じて回動する請求項１記載のリ
ニアモータ式コンベア装置。
【請求項３】ローラ軸上に各コマが回転自在に支持さ
れて、二次導体を成すコマが少なくとも二種の金属によ
る二層構造を成し、各コマがその下方に設けられた誘導
型リニアモータの一次側部材の移動磁界に応じて回動す
る請求項１記載のリニアモータ式コンベア装置。
【請求項４】コンベア走行路は、ある範囲毎にブロッ
クに分けられ、ブロック毎にセンサが設けられ、センサがブロック範囲
近傍または、その範囲より大きな範囲をカバーする位置
へ設置され、センサは、担当ブロック内の搬送物有無を検出し、センサが担当ブロック内に搬送物を検出した場合、担当
ブロック内にある誘導型リニアモータの一次側部材に通
電し搬送物が搬送され、ブロック内に搬送物が無くなれ
ば、通電を遮断する構成で、上記一次側部材へ通電する電力源は、ドライバによりコ
ントロールされ、ドライバが、電力のオン／オフや周波数、電圧の変更ま
たは、相切替えの何れか、または複数の機能を有し、上記ドライバの出力により、コマの回転推力や回転方向
が決定され、上記コマの回転推力で、搬送物の速度やトルクをブロッ
ク範囲毎にコントロールする手段を具備すると共に、ブ
ロック内搬送物を検出するセンサの出力で搬送物の位置
及び搬送速度を検出する手段を具備した事を特徴とする
請求項１、２または３記載のリニアモータ式コンベア装
置。