JPH09142655A - 空気とリニアモータ駆動兼用型カプセル式輸送方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建設コストが安く、効率の良い輸送が可能な
空気とリニアモータ駆動兼用型カプセル式輸送方法およ
びその装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ステーション間の輸送ライン１において
は、ブロワ２により発生する空気流によってカプセル５
の輸送を行ない、ステーション内の発射ライン１３、制
動ライン１２等の移動ラインにおいては、カプセル５の
位置センサ１８を有する同期型リニアモータ駆動システ
ムによって、カプセル５に所定推力または制動力を与え
てカプセル５の輸送を行なうようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステーション間の
輸送ラインにおいて、流体力でカプセルを輸送し、ステ
ーション内の発射ライン、制動ライン等の移動ラインに
おいて、リニアモータによる電磁力でカプセルを輸送す
る２駆動方式が可能な空気とリニアモータ駆動兼用型カ
プセル式輸送方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、輸送管内に挿入されたカプセ
ルを用いて物資を輸送するシステムにおいて、カプセル
を駆動する方式として、流体力を利用して駆動する流体
駆動方式と、リニアモータによる電磁力（＝電流力）を
利用してカプセルを駆動するリニアモータ駆動方式が知
られている。

【０００３】流体駆動方式によるカプセル輸送システム
としては、例えば実開昭63-136622号公報のものを例に
挙げることができる。これは、ブロワにより発生する空
気流によってカプセルをパイプライン内で走行させ、積
載した物資を目的地まで搬送させるものであり、カプセ
ルの走行に空気流を使っているため、全システムが気密
構造になっている。すなわち、カプセルに荷物を積載し
て発進させる場合、一旦、カプセルを回動可能な筒内に
吸引し、これを回動して走行ラインにつなぎ換え、ゲー
トバルブを開けて空気流で主ラインに送り込み、ゲート
バルブを閉じて主ラインのブロワで圧送していた。ま
た、目的の場所に到着したカプセルを停止させる場合、
制動ラインを設けて複数の給気管を配設し、通過センサ
でカプセルの位置と速度を検知し、給気バルブの開度を
調節して逆風圧をかけて制動したり、ダンパ等による制
動装置で停止させるようにしていた。また、到着したカ
プセルは、荷物の積み卸しラインに移動するためにチェ
ーン等にフックを付けた牽引装置を用いてライン上で牽
引し、積み卸しライン内の所定位置に止め、積み卸しを
していた。これを繰り返すことによって物資の大量輪送
を可能にしている。

【０００４】リニアモータ駆動方式によるカプセル輸送
システムとしては、例えば特開平3-111331号公報のもの
を例に挙げることができる。これは、所定間隔でチュー
ブ上にコイルを巻き、可動体側のカプセルには所定の位
置に環状の永久磁石を取付け、センサでカプセルの位置
を検知しながらコイルに流す電流を制御して、カプセル
に電流力を与えてチューブ内を走行させ、積載した物資
を運搬するものであり、カプセルが、前記永久磁石を有
し荷台となるカプセル本体と、荷物が積載されてカプセ
ル本体に積み込まれるインナーカプセルとからなり、積
み卸しラインでは荷物が積載されたインナーカプセルご
と積み卸しされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のカ
プセル輸送システムにおいては、１駆動方式によっての
みカプセル輸送を行っているため、以下のような問題が
あった。

【０００６】流体駆動方式によるカプセル輸送システム
の問題点 カプセルを走行させるのに空気の流体抵抗を利用して
いるため、ステーション間のパイプラインのみならず、
ステーション内の発射ライン及び制動ラインや駆動部に
気密構造が必要であり、構造機器が複雑とならざるを得
ない。すなわち、カプセルを発射する際、荷物を積載し
たカプセルを回動可能な筒内に真空圧で吸引し、これを
回動して走行ラインにつなぎ換えて、シール装置で気密
にしてからゲートバルブを開け、主ラインに圧送した
後、ゲートバルブを閉じ、主ラインのブロワで圧送する
ようにしているので、設備が大がかりとなり、駆動部に
もシール装置が必要となる。 目的地に到着したカプセルを停止させる場合、制動ラ
インを設け、カプセルの停止のために複数の給気管を配
設し、通過センサでカプセルの位置と速度を検知して給
気バルブの開度を調節し、逆風圧をかけて制動してい
る。しかし、積載重量等によって制動条件が異なり、速
度を計測しながら制動するため時間がかかり、長距離の
制動ラインが必要となり、給気バルブの開度の調整やゲ
ートバルブの開・閉など大がかりな制動設備が必要とな
っていた。また、空気圧（逆風圧）を利用して制動する
ため、微調整ができず、制動しすぎて手前で停止する場
合があり、これを動かすための移動装置が必要であっ
た。さらに、制動しきれずに衝突して破損する場合もあ
った。 前記で述べたようにカプセルが正規の停止位置、つ
まりカプセルへの荷物の積み卸しが可能な位置よりも手
前で停止した場合に、カプセルを正規の停止位置まで動
かすための移動装置として、チェーン等にフックを付け
た牽引装置など、全く異なる移動方式の装置を用いてお
り、設備がより複雑になり、故障が多かった。また、制
動から積み卸しまでに比較的多くの時間を要していた。

【０００７】リニアモータ駆動方式によるカプセル輸送
システムの問題点 カプセルを走行させるのに、可動体側のカプセルに取
付けた永久磁石と、所定間隔でチューブ上に巻き付けた
コイルとからなるリニアモータによる電流力を利用し、
センサでカプセルの位置を検知しながらコイルに流す電
流を制御し、カプセルを所定速度に制御するようにして
いるため、位置検知用のセンサや区間毎に切り替えるセ
クション切り替え用のトランジスタやサイリスタ等が必
要で、これらのメンテナンスのためにチューブを直接埋
設することができず、布設は作業空間が確保できるトン
ネル内や高架などに限られていた。 全ラインに亘ってコイルの取付や高価な非磁性のチュ
ーブを使用することからコスト高となるのを避けられ得
ない。

【０００８】本発明は、叙上の点に鑑み、カプセルの輸
送を流体駆動とリニアモータ駆動の２駆動方式を利用し
て行うことにより、両方式の利点を活かしたシステムと
し、これによって建設コストが安く、効率の良い輸送が
可能な空気とリニアモータ駆動兼用型カプセル式輸送方
法およびその装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る空気とリニ
アモータ駆動兼用型カプセル式輸送方法は、ステーショ
ン間の輸送ラインにおいては、ブロワにより発生する空
気流によってカプセルの輸送を行ない、ステーション内
の発射ライン、制動ライン等の移動ラインにおいては、
カプセルの位置センサを有する同期型リニアモータ駆動
システムによって、カプセルに所定推力または制動力を
与えてカプセルの輸送を行なうことを特徴としている。
また、この方法に用いられる装置は、ステーション間の
輸送ラインを形成するパイプと、ステーション内の発射
ライン、制動ラインを形成する非磁性チューブと、パイ
プ内に空気流を発生させてカプセルに推進力を付与する
ブロワと、非磁性チューブに等間隔で巻装した円筒型の
励磁コイル、これら円筒型励磁コイル間にそれぞれ配置
した位置センサ、カプセルに取付けた永久磁石、及び各
位置センサの出力に基づきカプセルの移動を制御する制
御器からなる同期型リニアモータ駆動システムとを備え
たものである。この装置において、カプセルとして例え
ば車輪付き（周方向に３個以上）でシールの付いたカプ
セルを用い、ステーション間の輸送ラインを形成するパ
イプ内のカプセル進行方向後方にブロワから空気を送り
込むと、風速とカプセルの速度差からカプセルの周りに
空気が流れ、空気圧損が生じる。これによってカプセル
の前後に圧力差（０．３〜０．５ｋｇ／ｃｍ² 程度）が
生じ、推力が出る。この流体駆動方式を利用した輸送ラ
インは、ラインパイプを直接埋設することができるた
め、布設が容易で、工期の短縮化が図れ、建設コストを
低く抑えることができるとともに、メンテナンスを低減
することができる。そこで、ステーション間を結ぶ長距
離となる輸送ラインは、この流体駆動方式とする。ま
た、ステーション内の発射ラインや制動ライン等のカプ
セルの駆動や移動が必要な部分は、非磁性チューブに等
間隔で取り付けた励磁コイルと、可動体であるカプセル
に取付けた例えば２リングの永久磁石と、励磁コイル間
にそれぞれ配置した位置センサとからなる同期型リニア
モータに構成し、各位置センサの出力に基づき制御器が
所定の励磁コイルに電流を流して、カプセルの永久磁石
を非接触で吸着や反発させて推力を得る電流力を利用し
たリニアモータ駆動方式とする。これをなすために、カ
プセルに例えば所定間隔（コイルピッチ（Ｗ）、コイル
個数（Ｎ＝２以上）としてＷ（Ｎ＋０．５））をあけて
永久磁石を取付ける。即ち、カプセルに例えば２つの永
久磁石を取付ける場合、前方の永久磁石が前方のコイル
位置にあるときに、後方の永久磁石が後方の隣接コイル
間の中間位置にくるように設定する。これによって、推
力のリップルが平滑化し、制動・停止時や発進時の制御
が容易となる。なお、カプセルすなわち永久磁石の位置
は、位置センサによって検出しているため、その停止位
置を隣接コイル間の中間位置にくるように制御できる。
したがって、永久磁石が単一設置の場合であっても所期
の目的は達成できる。また、輸送ラインを形成するパイ
プと発射ラインや制動ラインを形成する非磁性チューブ
を同内径に設定すれば、これらの接続をフランジ等によ
って簡単に行うことができる。

【００１０】また、本発明に係る空気とリニアモータ駆
動兼用型カプセル式輸送方法は、同期型リニアモータ駆
動システムによって、位置センサからの出力に基づきカ
プセルの速度を計測しながら励磁コイルに流す電流をイ
ンバータで制御し、カプセルに所定推力または制動力を
与えて速度制御することを特徴としている。また、この
方法に用いられる装置は、制御器が、位置センサからの
出力に基づいてカプセルの速度を計測しながらカプセル
の磁石に対して吸着および反発するように励磁コイルに
流す電流をインバータで制御し、カプセルに所定推力ま
たは制動力を与えて速度制御するものである。この装置
においては、カプセルの制動や発射の制御を、励磁コイ
ル間に配置した位置センサの間隔と検知時間から速度を
演算して、インバータ制御とフイードバック制御で速度
制御するようにしているので、カプセルの加減速制御や
停止位置決めが容易で、かつ高精度にできる。このた
め、構造が簡素化され、衝突を回避できる。

【００１１】また、本発明に係る空気とリニアモータ駆
動兼用型カプセル式輸送方法は、移動ライン内のカプセ
ルへの荷物の積み卸しを、トラバース装置によってライ
ン交差方向より行うことを特徴としている。また、この
方法に用いられる装置は、発射ラインと制動ラインとの
間に、鞍型のコイルを取付けた半割りの非磁性チューブ
からなる積み卸しラインを配置するとともに、積み卸し
ライン交差方向に、カプセルへの荷物の積み卸しを横移
動により行うトラバース装置を設け、かつ発射ラインの
出口には、カプセルのステーション内からの発進時に開
かれる第１のゲートバルブを、さらに制動ラインの入口
には、カプセルのステーション内への進入時に開かれる
第２のゲートバルブを、それぞれ設けたものである。こ
の装置においては、積み卸しラインを鞍型のコイルを取
付けた半割りの非磁性チューブから構成しているので、
この積み卸しライン内でのカプセル位置制御も発射ライ
ンや制動ラインと同様にリニアモータ制御で簡単に高精
度に行うことができる。このため、ステーション内で
は、カプセルの移動方式が統一化され、これによって設
備が簡略化されて故障の発生を大幅に低減させることが
できる。また、制動ラインを短くでき、このライン短縮
の効果と前記制動ライン内での移動や位置制御が容易と
なる効果との相乗効果によって、制動から積み卸しまで
に要する時間を大幅に短縮することができるとともに、
トラバース装置によって積み卸しの効率を上げることが
できる。また、リニアモータ駆動方式を採用した発射ラ
イン及び制動ラインと流体駆動方式を採用した輸送ライ
ンとの間をゲートバルブにより連通可能に遮断できるの
で、流体駆動方式の輸送ラインが半割りの非磁性チュー
ブからなる積み卸しラインの影響（空気漏れなど）を受
けるのを防止することができる。なお、制動ラインと発
射ラインとは必ずしも個別に設ける必要はなく、１つの
ラインで兼用させることができることは言うまでもな
く、この場合にはゲートバルブも共通化できる。これは
始発ステーションや終着ステーションにおいて特に有効
であり、ステーションの規模を小さくするのに寄与す
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る空
気とリニアモータ駆動兼用型カプセル式輸送方法および
この方法に用いられる装置を図１乃至図１２により説明
する。図１は本実施形態に係る空気とリニアモータ駆動
兼用型カプセル式輸送装置を示す全体構成図、図２は積
み卸しラインを構成する半割りの非磁性チューブとカプ
セルとの関係を示す斜視図、図３はカプセルの正面図、
図４はカプセルの側面図、図５は発射ラインや制動ライ
ンを構成する非磁性チューブにおける１セクション部分
の円筒型励磁コイルと位置センサの配線図、図６はカプ
セルに取付けられる車輪とそのサスペンションを拡大し
て示す正面図、図７は図６の側面図、図８はカプセルの
荷台とこれを支持する車輪側部材との関係及び荷台に載
置される荷物（インナーカプセル）のロック機構を説明
するための説明図、図９は積み卸しラインと荷物積み卸
し用トラバース装置、及びライン変更用トラバース装置
を示す平面図、図１０はカプセルを停止させるための補
助装置である停止装置を示す正面図、図１１は荷物積み
卸し用トラバース装置の正面図、図１２はステーション
における積み卸しライン部の配置例を示す模式図であ
る。

【００１３】本実施形態に係る空気とリニアモータ駆動
兼用型カプセル式輸送装置は、ステーション間を結ぶ輸
送ライン１を通常の鋼管やコンクリートチューブ等でな
るパイプ１ａから形成するとともに、輸送ライン１には
パイプ１内に空気流を発生させてカプセル５に推進力を
付与するブロワ２を設置し、流体駆動方式のシステムに
構築している。また、ステーション内の制動ライン１２
と発射ライン１３を例えばＳＵＳ３０４等でなる非磁性
チューブ１０からそれぞれ形成するとともに、非磁性チ
ューブ１０に等間隔で円筒型の励磁コイル４を巻装し、
これら励磁コイル４間には、近接センサや磁気センサ等
でなる位置センサ１８をそれぞれ配置し、可動体である
カプセル５側には、前後部に所定間隔（コイルピッチ
（Ｗ）、コイル個数（Ｎ＝２以上）としてＷ（Ｎ＋０．
５））をあけて非磁性チューブ１０の形状に合わせた環
状あるいは半割の永久磁石６ａ，６ｂを取付け、これに
よって同期型リニアモータ駆動方式のシステムに構築し
ている。非磁性チューブ１０に等間隔で取付けられてい
る励磁コイル４は、水平管で巻き数を少なく、傾斜部で
巻き数を多くしていて、傾斜部では電流力が大きくなる
ようにしている。

【００１４】カプセル５は、図２乃至図４に示すように
永久磁石６ａ，６ｂを有する本体に取付けられた半筒状
の荷台３５と、荷物（例えば小荷物や分別ごみ）を収納
して荷台３５に載置されるインナーカプセル３７とから
なり、本体の前後端にそれぞれ複数（ここでは各６個）
の車輪８が周方向に等分割で放射状に設置されている。
これら車輪８は、それぞれの回転軸８ａの両端が、図６
及び図７に示すようにゴムや板ばね３１等を有する一対
のサスペンション３２，３２を介して取付けられ、各車
輪８が放射方向に拡縮可能に構成されており、これによ
って本体が弾性的に支持されてカプセル５は輸送ライン
１内を自在に走行できるようになっている。荷台３５の
両端には、軸３４、３４（図８に一方の軸３４のみ示
す）があり、これを中心とした振り子型に構成されてい
る。つまり、荷台３５は軸３４、３４に重心位置を下げ
て回転自在に取り付けられており、これによって開口部
が常に上向きになるように設定されている。また、荷台
３５にはインナーカプセル３７のロック機構が設けられ
ている。このロック機構は、図８に示すように交点部を
荷台３５に枢着されたクランク状のレバー５０からな
り、荷台３５にインナーカプセル３７を収納すると、イ
ンナーカプセル３７の自重でレバー５０の一端５０ａが
押し下げられ、レバー５０の他端５０ｂがインナーカプ
セル３７の端面を押さえてロックするようになってい
る。更にロック機構には、レバー５０の一端５０ａを常
に反時計方向に付勢するスプリング５１が設けられてお
り、これによってインナーカプセル３７の収納時にレバ
ー５０の他端５０ｂがインナーカプセル３７と干渉する
のを防ぐとともに、インナーカプセル３７の取り出し時
に重みが無くなるとロックが自動的に解除されるように
なっている。また、インナーカプセル３７の側面には、
積み卸しライン１５（このラインの詳細については後述
する）側に設置してある無線式信号判定手段（ＩＤ，タ
グ）５３Ｂ（図９参照）との間で信号の送受信を行う無
線式応答認識装置（ＩＤ）５３Ａ（図２参照）が取付け
られており、インナーカプセル３７が荷台３５に収納さ
れると、インナーカプセル３７内に収納されている荷物
の種類や行先等のデータのやり取りがライン側との間で
自動的に行われるようになっている。このように構成さ
れたカプセル５は、連結器７０によって直列に複数連結
できるようになっている。

【００１５】制動ライン１２や発射ライン１３を形成す
る非磁性チューブ１０は、図２に示すようにケーブル類
の接続部の絶縁のため全体を耐熱絶縁テープ２９で巻回
して覆い、更にその外側に鉄板３０を巻装することで励
磁コイル４の保護と磁気シールドをしている。

【００１６】制動ライン１２や発射ライン１３は、図１
に示すように複数のセクション１９に分けられており、
図５に示すようにセクション１９毎に駆動電源用の多相
ケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃからパワートランジス
タ等で構成される切替器２１を経てケーブル２２ａ，２
２ｂ，２２ｃで並列に配線される。セクション１９内の
各励磁コイル４へのケーブル２２ａ，２２ｂ，２２ｃの
配線は、相ごとにシリーズ結線し、端末を結ぶ多相スタ
ー結線となっている。また位置センサ１８も相ごとにケ
ーブル２４ａ，２４ｂ，２４ｃでシリーズ結線し、増幅
器２５で増幅して制御器１７へ送られるようになってい
る。更にセクション１９毎にＯＲの論理回路２６でまと
めた信号を切替器２１と信号変換器２７に出力し、信号
変換器２７でデジタル信号に変換して制御器１７に送る
ことで、カプセル５が現在どこのセクションにいるかを
知ることができ、カプセル５が走行しているセクション
１９の切替器２１がつながって電流が流れ、このセクシ
ョン１９から外れると当該セクション１９の電源が切れ
ることになる。すなわち、制御器１７は、各位置センサ
１８からの出力と、予め分かっている各位置センサ１８
間の距離と検知インターバルとから、カプセル５の速度
を計測し、カプセル５の永久磁石６ａ，６ｂに対して吸
着および反発するように各励磁コイル４に流す電流をイ
ンバータで制御し、カプセル５に所定推力（定速上昇・
減速）または制動力を与えて速度制御する。なお、図５
に示すようにセクション１９の入口と出ロにセクション
検出用の位置センサ２８Ａ、２８Ｂを新たに設けて、切
替器２１の入り・切りを行うようにしてもよい。

【００１７】制動ライン１２と発射ライン１３との間に
は、図１，図２及び図９に示すように等間隔で鞍型のコ
イル４１と位置センサ（図示せず）を取付けた半割りの
非磁性チューブ４０からなる積み卸しライン１５が配置
されており、積み卸しライン１５内でのカプセル５の位
置制御も、制動ライン１２や発射ライン１３と同様にリ
ニアモータ制御で行われる。

【００１８】積み卸しライン１５内の両端には、図９及
び図１０に示すようにそれぞれダンパ４４を有し昇降可
能な停止装置４５Ａ，４５Ｂが配置されており、カプセ
ル５をリニアモータ制御による電気的な制動と停止装置
４５Ａ又は４５Ｂによる機械的な制動によって、積み卸
しライン１５の所定位置に正確に停止させることができ
るようになっている。停止装置４５Ａ，４５Ｂは、それ
ぞれ昇降機構によって各ダンパ４４が積み卸しライン１
５内に出没可能に構成されているため、縮退させればカ
プセル５の移動に支障を来すことはなく、停止装置４５
Ａはカプセル５を待機させておく必要がある場合に用い
られ、停止装置４５Ｂはカプセル５を積み卸し位置に停
止させる場合に用いられる。

【００１９】積み卸しライン１５の交差方向には、図９
及び図１１に示すようにカプセル５の荷台３５にインナ
ーカプセル３７の積み卸しを横移動により行うトラバー
ス装置１４が設置されている。トラバース装置１４は、
積み込むインナーカプセル３７を積み卸しライン１５の
近傍まで搬送する、あるいはカプセル５の荷台３５から
卸したインナーカプセル３７を排出するための、突起４
７付きベルトコンベア４８と、ベルトコンベア４８の先
端部位から積み卸しライン１５を跨る門型のクレーン４
９と、ベルトコンベア４８とカプセル５の荷台３５との
間でインナーカプセル３７の受け渡しを行うクレーン４
９の複数の真空パッド４９ａとから構成され、真空パッ
ド４９ａによってインナーカプセル３７を吸着し搬送で
きるようになっている。なお、ここではインナーカプセ
ル３７の把持手段として真空パッド４９ａを例に挙げて
説明しているが、これをフックで直接（この場合にはイ
ンナーカプセル側に係止部を設ける）あるいは玉掛ロー
プを介して吊り上げるようにしてもよいことは言うまで
もない。

【００２０】また、発射ライン１３の出口には、カプセ
ル５のステーション内からの発進時に開かれる第１のゲ
ートバルブ５８Ａが設けられるとともに、制動ライン１
２の入口に、カプセル５のステーション内への進入時に
開かれる第２のゲートバルブ５８Ｂが設置されており、
これによってリニアモータ駆動方式を採用した発射ライ
ン１３及び制動ライン１２と流体駆動方式を採用した輸
送ライン１との間を各ゲートバルブ５８Ａ，５８Ｂによ
り連通可能に遮断できるので、流体駆動方式の輸送ライ
ン１が、半割りの非磁性チューブ４０からなる積み卸し
ライン１５の影響（空気漏れなど）を受けるのを防止す
ることができる。

【００２１】ところで、制動ライン１２と発射ライン１
３とは、輸送ライン１に対するステーションの位置によ
って直列配置方式を採用することもできるし、並列配置
方式を採用することもできる。図１は直列配置方式を採
用し、積み卸しライン１５の出口と入口にそれぞれ補助
ゲートバルブ５８Ｃ，５８Ｄを設置した例であり、また
図９は並列配置方式を採用し、補助ゲートバルブ５８Ｃ
を発射ライン１３の入口に設置した例であるが、補助ゲ
ートバルブ５８Ｃ，５８Ｄは必ずしも必要なものではな
い。並列配置方式の場合、ライン間を接続するための別
のトラバース装置５６が必要になる。

【００２２】ライン間接続用のトラバース装置５６は、
一対の平行レール５４ａ，５４ｂと、平行レール５４
ａ，５４ｂ上をギヤドモータ（図示せず）で駆動されて
移動する半割りの非磁性チューブ５７と、積み卸しライ
ン１５の延長線上に配置されてカプセル５を半割りの非
磁性チューブ５７の位置にて停止させる停止装置４５Ｃ
と、平行レール５４ａ，５４ｂ間のレール延長方向に所
定間隔離して配置された半割りの非磁性チューブ５７位
置決め用の停止装置４５Ｄ，４５Ｅとから構成され、停
止装置４５Ｄ位置にて半割りの非磁性チューブ５７を停
止させれば、この半割りの非磁性チューブ５７を、制動
ライン１２に並列配置されている発射ライン１３に接続
できるとともに、停止装置４５Ｅ位置にて半割りの非磁
性チューブ５７を停止させれば、この半割りの非磁性チ
ューブ５７を、発射ライン１３の更に外側に並列配置し
たメンテナンスライン１６に接続できるようになってい
る。メンテナンスライン１６は、カプセル５のメンテナ
ンスや故障の修理のために設けたものであるが、待機ラ
インとしても利用することができるように、積み卸しラ
イン１５と同様、半割りの非磁性チューブに鞍型のコイ
ル４１と位置センサ（図示せず）を取付けた構成となっ
ている。

【００２３】図１２に示すように輪送ライン１からこれ
に直交する方向の積み卸しステーション１５Ａに出入り
する場合、輪送ライン１から分岐させる必要がある。そ
のために、輪送ライン１と制動ライン１２あるいは発射
ライン１３との間に分岐装置６０が設けられている。分
岐装置６０としては、トラバース（スライド）方式やリ
ボルバ（回転）方式を採用することができる。すなわ
ち、分岐装置６０は、チューブ製の短管部６１とベンド
部６２とを有し、これらがスライド機構や回転機構によ
って輪送ライン接続位置と待機位置との間で移動し、ベ
ンド部６２が輪送ライン１に接続された場合は、分岐ラ
イン６３と輪送ライン１とが接続され、輪送ライン１内
を輸送されてきたカプセル５がベンド部６２を通って分
岐ライン６３内に進入できるようになっているととも
に、短管部６１が輪送ライン１に接続された場合は、分
岐が行われず、輪送ライン１内を輸送されてきたカプセ
ル５は分岐装置６０部分で短管部６１を通ってそのまま
直進するようになっている。また、分岐装置６０と分岐
ライン６３との接続部は、図示しない流体圧シリンダで
駆動する気密装置でシールされている。しかし、分岐ラ
イン６３を制動ライン１２や発射ライン１３と同様に等
間隔で円筒型の励磁コイルを巻装した非磁性チューブか
らなるリニアモータ駆動方式のシステムに構築すれば、
分岐ライン６３部分においては気密機構を不要にでき
る。

【００２４】次に、本実施形態に係る空気とリニアモー
タ駆動兼用型カプセル式輸送装置によりカプセルを輸送
する方法について図１乃至図１２に基づき説明する。ま
ず、制動ライン１２や発射ライン１３における非磁性チ
ューブ１０内でのカプセル５の駆動は、位置センサ１８
によってカプセル５の位置を検知し、カプセル５の一方
の永久磁石６ａに対して推進方向に吸着させ、通過後反
発させるような極性となるように各ケーブル２２ａ，２
２ｂ，２２ｃによって励磁コイル４に電流を流してい
る。更に半周期遅れて、カプセル５の他方の永久磁石６
ｂに対して同様に推進方向に吸着させ、通過後反発させ
るような極性となるように各励磁コイル４に電流を流
す。これを繰り返すことにより、カプセル５に対して所
定方向に比較的均一な推力を与えることができ、スムー
ズに走行させることができる。

【００２５】積み卸しライン１５における半割りの非磁
性チューブ４０内でのカプセル５の駆動は、制動ライン
１２や発射ライン１３と同様に図示しない位置センサに
よってカプセル５の位置を検知しながら鞍型のコイル４
１に流す電流を制御する。停止させる場合は、前記リニ
アモータ制御による電気的な制動と停止装置４５による
機械的な制動によって、積み卸しライン１５の所定位置
に停止させる。

【００２６】カプセル５が積み卸しライン１５内の積み
卸し位置に停止すると、トラバース装置１４によってカ
プセル５の荷台３５に荷物すなわちインナーカプセル３
７の積み込みを開始する。トラバース装置１４による積
み込みは、まずベルトコンベア４８上にあるインナーカ
プセル３７をクレーン４９の複数の真空パッド４９ａに
より吸着して吊り上げ、その状態で真空パッド４９ａを
支持しているトロリーを荷台３５上まで走行させること
によりインナーカプセル３７を横移動させ、荷台３５位
置にきたら真空パッド４９ａを下降させ、振り子型の荷
台３５内にインナーカプセル３７を収容する。インナー
カプセル３７は荷台３５に収納されると、その自重でレ
バー５０からなるロック機構を作動させ、インナーカプ
セル自体を荷台３５内に固定する。

【００２７】積み卸しライン１５内の積み卸し位置には
無線式信号判定手段５３Ｂが設置されているため、荷台
３５にインナーカプセル３７が収納されると、インナー
カプセル側の無線式応答認識装置５３Ａとの間でインナ
ーカプセル３７内に収納されている荷物の種類や行先等
のデータのやり取りが行われ、登録される。これによ
り、当該インナーカプセル３７の行先（ステーション）
が確定され、この行先に向けてカプセル５の輸送が開始
される。

【００２８】カプセル５のステーションからの発射は、
図９の並列配置方式を例に挙げて説明すると、まず積み
卸しライン１５上のカプセル５を、ライン間接続用のト
ラバース装置５６の半割りの非磁性チューブ５７上まで
移動して停止装置４５Ｃで停止させる。次いで、図示し
ないギヤドモータを駆動して半割りの非磁性チューブ５
７を平行レール５４ａ，５４ｂ上で横移動させ、停止装
置４５Ｄで停止させて位置決めし、制動ライン１２に並
列配置されている発射ライン１３に接続する。トラバー
ス装置５６の半割りの非磁性チューブ５７が発射ライン
１３に接続されると、補助ゲートバルブ５８Ｃを開いて
半割りの非磁性チューブ５７上のカプセル５を発射ライ
ン１３の非磁性チューブ１０内に送り込み、補助ゲート
バルブ５８Ｃを閉じるとともに、発射ライン１３出口の
ゲートバルブ５８Ａを開き、リニアモータによりカプセ
ル５に推力を発生させて加速して輸送ライン１に送り込
み、ゲートバルブ５８Ａを閉じるとともにブロワ２から
圧縮空気を供給して空気輸送を開始する。このように、
発射ライン１３でリニアモータによりカプセル５を加速
して輸送ライン１に送り込むことにより、輸送ライン１
ではカプセル５の前後に発生する圧損を少なくでき、発
射ライン１３から輸送ライン１への移送接続がスムーズ
に行われ、余り時間をとらずに発射することができる。

【００２９】カプセル５の空気駆動は、輸送ライン１を
形成するパイプ１ａ内のカプセル進行方向後方にブロワ
２から空気を送り込むことにより行われる。これによっ
て、風速（例えば１０ｍ／ｓ）とカプセルの速度差から
カプセル５の周りに空気が流れ、空気圧損が生じ、カプ
セル５の前後に圧力差（０．３〜０．５ｋｇ／ｃｍ²程
度）が発生し、推力が出る。輸送ライン１内でのカプセ
ル５の速度は、最終的に流体速度（１０ｍ／ｓ）とほぼ
同じとなる。

【００３０】カプセル５が目的のステーション（例えば
図１２）付近まで空気輸送され、その積み卸しステーシ
ョン７Ａに入る場合、輪送ライン１から分岐する。これ
はカプセル５が進行してくる側の分岐装置６０のベンド
部６２が輪送ライン１に接続されることにより行われ
る。これによって、輪送ライン１内を輸送されてきたカ
プセル５は、ベンド部６２を通って分岐ライン６３内に
進入する。カプセル５が目的のステーションに到着し、
輸送ライン１から非磁性チューブ１０でなる制動ライン
１２に入るとゲートバルブ５８Ｂ（図１参照）が閉じら
れる。ここまでの輸送に使用された圧縮空気は、輸送ラ
イン１から分岐され、消音器６７を経て排気される。

【００３１】制動ライン１２におけるカプセル５の走行
制御は、励磁コイル４への電流供給によって外部から制
御される。すなわち、各位置センサ１８からの出力と、
予め分かっている各位置センサ１８間の距離と検知イン
ターバルとから、カプセル５の速度を計測し、カプセル
５の永久磁石６ａ，６ｂに対して吸着および反発するよ
うに各励磁コイル４に流す電流をインバータで制御し、
カプセル５の速度を制御している。カプセル５は、速度
を計測されながらリニアモータで制動が掛けられ、所定
速度まで落とされる。その後、半割りの非磁性チューブ
４０でなる積み卸しライン１５に送り込まれ、停止装置
４５Ｂ（図９参照）で所定位置に正確に停止され、トラ
バース装置１４によってカプセル５の荷台３５からイン
ナーカプセル３７が取り出され、ベルトコンベア４８上
に移載される。また、このステーションから他のステー
ションへ輸送すべき荷物すなわちインナーカプセルがあ
る場合には、空になったカプセル５の荷台３５へのイン
ナーカプセルの積み込みが行われ、発射ライン１３に送
られる。以上の動作が繰り返されてステーション間の物
資の輪送が行われる。

【００３２】また、カプセル５のメンテナンスや故障の
修理あるいは待機が必要な場合は、トラバース装置５６
で横移動してメンテナンスライン１６に接続し、カプセ
ル５をメンテナンスライン１６に移動し、検査や補修を
行う、あるいは待機状態に置く。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ス
テーション間の輸送ラインにおける駆動方式として、パ
イプと、パイプ内に空気流を発生させてカプセルに推進
力を付与するブロワとからなる流体駆動方式を採用する
とともに、ステーション内の発射ラインや制動ラインに
おける駆動方式として、非磁性チューブと、非磁性チュ
ーブに等間隔で巻装した円筒型の励磁コイル、これら円
筒型励磁コイル間にそれぞれ配置した位置センサ、カプ
セルに取付けた永久磁石、及び各位置センサの出力に基
づきカプセルの移動を制御する制御器からなる同期型リ
ニアモータ駆動システムによるリニアモータ駆動方式を
採用したので、工期の短縮化が図れ、建設コストを低く
抑えることができるともに、メンテナンスを低減するこ
とができる。ステーション内でのカプセルの制動・停止
時や発進時の制御が容易となる。

【００３４】また、本発明によれば、制御器が、位置セ
ンサからの出力に基づいてカプセルの速度を計測しなが
らカプセルの磁石に対して吸着および反発するように励
磁コイルに流す電流をインバータで制御し、カプセルに
所定推力（定速上昇・減速）または制動力を与えて速度
制御するように構成したので、カプセルの加減速制御や
停止位置決めが容易となり、かつ高精度にできる。この
ため、構造が簡素化され、衝突を回避できる。

【００３５】また、本発明によれば、発射ラインと制動
ラインとの間に、鞍型のコイルを取付けた半割りの非磁
性チューブからなる積み卸しラインを配置するととも
に、積み卸しライン交差方向に、カプセルへの荷物の積
み卸しを横移動により行うトラバース装置を設け、かつ
発射ラインの出口には、カプセルのステーション内から
の発進時に開かれる第１のゲートバルブを、さらに制動
ラインの入口には、カプセルのステーション内への進入
時に開かれる第２のゲートバルブを、それぞれ設けたの
で、積み卸しライン内でのカプセル位置制御も発射ライ
ンや制動ラインと同様にリニアモータ制御で簡単に高精
度に行うことができる。このため、ステーション内で
は、カプセルの移動方式が統一化され、これによって設
備が簡略化されて故障の発生を大幅に低減させることが
できる。更に、制動ラインを短くでき、このライン短縮
の効果と前記制動ライン内での移動や位置制御が容易と
なる効果との相乗効果によって、制動から積み卸しまで
に要する時間を大幅に短縮することができるとともに、
トラバース装置によって積み卸しの効率を上げることが
できる。また、リニアモータ駆動方式を採用した発射ラ
イン及び制動ラインと流体駆動方式を採用した輸送ライ
ンとの間をゲートバルブにより連通可能に遮断できるよ
うにしたので、流体駆動方式の輸送ラインが半割りの非
磁性チューブからなる積み卸しラインの影響（空気漏れ
など）を受けるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る空気とリニアモータ駆
動兼用型カプセル式輸送方法に用いられる装置を示す全
体構成図である。

【図２】本実施形態装置に係る積み卸しラインを構成す
る半割りの非磁性チューブとカプセルとの関係を示す斜
視図である。

【図３】本実施形態装置に係るカプセルの正面図であ
る。

【図４】本実施形態装置に係るカプセルの側面図であ
る。

【図５】本実施形態装置に係る発射ラインや制動ライン
を構成する非磁性チューブにおける１セクション部分の
円筒型励磁コイルと位置センサの配線図である。

【図６】本実施形態装置に係るカプセルに取付けられる
車輪とそのサスペンションを拡大して示す正面図であ
る。

【図７】図６の側面図である。

【図８】本実施形態装置に係るカプセルの荷台とこれを
支持する車輪側部材との関係及び荷台に載置されるイン
ナーカプセルのロック機構を説明するための説明図であ
る。

【図９】本実施形態装置に係る積み卸しラインと荷物積
み卸し用トラバース装置、及びライン変更用トラバース
装置を示す平面図である。

【図１０】本実施形態装置に係るカプセルを停止させる
ための補助装置である停止装置を示す正面図である。

【図１１】本実施形態装置に係る荷物積み卸し用トラバ
ース装置の正面図である。

【図１２】本実施形態装置に係るステーションにおける
積み卸しライン部の配置例を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 輸送ライン １ａ パイプ ２ ブロワ ４ 励磁コイル ５ カプセル ６ａ，６ｂ 永久磁石 １０ 非磁性チューブ １２ 制動ライン １３ 発射ライン １４ トラバース装置 １５ 積み卸しライン １７ 制御器 １８ 位置センサ ３７ インナーカプセル（荷物） ４０ 半割りの非磁性チューブ ４１ 鞍型のコイル ５８Ａ 第１のゲートバルブ ５８Ｂ 第２のゲートバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三砂 崇 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 栩山 文一 神奈川県秦野市東田原200−84 (72)発明者 青木 義博 神奈川県三浦市南下浦町上宮田3100 ２− 210

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 輸送管内に挿入されたカプセルを用いて
   物資を輸送する輸送方法において、 ステーション間の輸送ラインにおいては、ブロワにより
   発生する空気流によってカプセルの輸送を行ない、 ステーション内の発射ライン、制動ライン等の移動ライ
   ンにおいては、カプセルの位置センサを有する同期型リ
   ニアモータ駆動システムによって、カプセルに所定推力
   または制動力を与えてカプセルの輸送を行なうことを特
   徴とする空気とリニアモータ駆動兼用型カプセル式輸送
   方法。
2. 【請求項２】 同期型リニアモータ駆動システムによっ
   て、位置センサからの出力に基づきカプセルの速度を計
   測しながら励磁コイルに流す電流をインバータで制御
   し、カプセルに所定推力または制動力を与えて速度制御
   することを特徴とする請求項１記載の空気とリニアモー
   タ駆動兼用型カプセル式輸送方法。
3. 【請求項３】 移動ライン内のカプセルへの荷物の積み
   卸しを、トラバース装置によってライン交差方向より行
   うことを特徴とする請求項１または靖求項２記載の空気
   とリニアモータ駆動兼用型カプセル式輸送方法。
4. 【請求項４】 輸送管内に挿入されたカプセルを用いて
   物資を輸送する輸送装置において、 ステーション間の輸送ラインを形成するパイプと、 ステーション内の発射ライン、制動ラインを形成する非
   磁性チューブと、 前記パイプ内に空気流を発生させてカプセルに推進力を
   付与するブロワと、 前記非磁性チューブに等間隔で巻装した円筒型の励磁コ
   イル、これら円筒型励磁コイル間にそれぞれ配置した位
   置センサ、前記カプセルに取付けた永久磁石、及び前記
   各位置センサの出力に基づき前記カプセルの移動を制御
   する制御器からなる同期型リニアモータ駆動システム
   と、を備えたことを特徴とする空気とリニアモータ駆動
   兼用型カプセル式輸送装置。
5. 【請求項５】 制御器は、位置センサからの出力に基づ
   いてカプセルの速度を計測しながらカプセルの磁石に対
   して吸着および反発するように励磁コイルに流す電流を
   インバータで制御し、カプセルに所定推力または制動力
   を与えて速度制御することを特徴とする請求項４記載の
   空気とリニアモータ駆動兼用型カプセル式輸送装置。
6. 【請求項６】 発射ラインと制動ラインとの間に、鞍型
   のコイルを取付けた半割りの非磁性チューブからなる積
   み卸しラインを配置するとともに、積み卸しライン交差
   方向に、カプセルへの荷物の積み卸しを横移動により行
   うトラバース装置を設け、かつ発射ラインの出口には、
   カプセルのステーション内からの発進時に開かれる第１
   のゲートバルブを、さらに制動ラインの入口には、カプ
   セルのステーション内への進入時に開かれる第２のゲー
   トバルブを、それぞれ設けたことを特徴とする請求項４
   または靖求項５記載の空気とリニアモータ駆動兼用型カ
   プセル式輸送装置。