JP2008167636A

JP2008167636A - 磁気浮上装置

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Publication number: JP2008167636A
Application number: JP2007000666A
Authority: JP
Inventors: Akihira Morishita; 明平森下; Sueyoshi Mizuno; 末良水野
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-01-05
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2027-01-05
Also published as: CN101578760B; WO2008081888A1; CN101578760A; JP4531067B2

Abstract

【課題】低速から高速の領域で磁気的走行抵抗を低減し、浮上体の速度維持に必要な電力消費量を抑制するとともに運用コストの低減化が図れる磁気浮上装置を提供する。
【解決手段】永久磁石の磁極を最大でも９０度ずつ同一平面内で向きを変えて隣接させて構成される永久磁石列２５と、同じ磁束パターンを発生する第２の永久磁石列２６と、永久磁石列２５，２６とガイドレール３との相対速度に基づいて永久磁石列２５，２６の対向する界磁発生面間の空隙長を可変とする電動ジャッキ２７とを備える２つの磁石ユニット３０を、隣り合う永久磁石列１２５，１２６がガイドレール３の同じ側面と対向するように配置して案内ユニット１８ａを構成する。これにより、磁気的走行抵抗が低減され、浮上体の速度維持に必要な電力消費量を抑制できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えばエレベータなどに適用される誘導反発形の磁気浮上装置に関する。

誘導反発形磁気浮上方式は、超電導リニアモータカーやＩｎｄｕｃｔｒａｃｋ（米国の新交通システム）などに見られるように、超電導リニアモータカーの進歩に伴い、その実用化が急速に進んでいる（例えば、特許文献１参照）。

超電導リニアモータカーでは、車載の超電導磁石を界磁とし、この界磁の磁束が地上側に設置されたコイルと鎖交するときに生じる誘導電流と界磁磁束との間に生じる電磁力によって浮上力を得ている。その際、コイル内に大きな電流が発生し、結果として走行中の車両に対し抗力が生じる。これを磁気的走行抵抗と呼ぶ。この磁気的走行抵抗は、車両の速度がある程度高くなると速度とともに減少する性質がある。このため、高速で走行するリニアモータカーの場合には、あまり問題とはならない。

一方、Ｉｎｄｕｃｔｒａｃｋの場合は、複数の永久磁石をいわゆるハルバッハ配列（磁極の向きを４５度ずつ同一平面内で変えて隣接させる永久磁石の配列）と呼ばれる特殊な配列に並べて界磁を構成する。このような配列により、その配列の一方側の磁束密度が通常の２倍となり、反対側では磁束密度がほぼゼロとなる。こうして得られた強力な磁束を二次導体に鎖交させて浮上力を発生させる。Ｉｎｄｕｃｔｒａｃｋでも界磁を車載としているが、リニアモータカーほど高速ではないため、磁気的走行抵抗が大きくなる。磁気的走行抵抗が大きいと、一定の速度を保つには磁気的走行抵抗以上の推力を車両に与えなければならず、走行時の電力消費量が大きくなる。

このような問題を解決するために、Ｉｎｄｕｃｔｒａｃｋでは、地上側二次導体の上下に界磁を配置することで、二次導体に鎖交する上下方向の磁束をキャンセルするとともに横方向の磁束を増大させて、低速領域で小さな走行抵抗で大きな浮上力を発生させている。

しかしながら、二次導体を挟んで界磁を対向させると浮上ギャップ長が一定の場合、磁気的走行抵抗は車両速度の増加に伴って増大する。このため、高速走行時には低速走行時に比べて大きな磁気的走行抵抗が発生し、電力消費の増大を招くことになる。この場合、電力消費を抑制するには低速で走行すれば良いが、低速で走行すると目的地までの時間が増大してしまうため、結局、電力消費量を効果的に低減することはできない。
特開２００２−２３８１０９号公報

上述したように、従来の誘導反発形の磁気浮上装置にあっては、低速走行時の磁気的走行抵抗が大きく、浮上体の速度を維持するには大きな電力消費を伴うという問題があった。また、こうした問題を解決するために、二次導体を挟んで界磁を配置することも行われているが、その場合には高速走行時に電力消費が増大していた。

本発明は、かかる事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、低速から高速の領域で磁気的走行抵抗を低減し、浮上体の速度維持に必要な電力消費量を抑制するとともに運用コストの低減化が図れる磁気浮上装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の磁気浮上装置は、複数の永久磁石の磁極を最大でも９０度ずつ同一平面内で向きを変えて隣接させて構成される第１の永久磁石列と、この第１の永久磁石列と同じ磁束パターンを発生する第２の永久磁石列と、少なくとも上記第１の永久磁石列に対向して配置される非磁性導電性部材からなる二次導体と、上記第２の永久磁石列を第１の位置から第２の位置に移動させる界磁移動手段と、上記第１または第２の永久磁石列と上記二次導体との間に相対速度差を生じさせる推進手段と、上記第１または上記第２の永久磁石列と上記二次導体との間に生じる誘導反発力で支持される浮上体とを具備して構成される。

また、上記二次導体として、上記浮上体に備えられているもの、あいるは、地上側に設置されているものを採用できる。さらに、上記二次導体は鉛直に地上側に取り付けられ、上記浮上体は上記推進手段によって昇降動作するものを採用できる。

また、上記界磁移動手段として、上記相対速度に基づいて動作するものを採用できる。この場合、上記界磁移動手段は、上記相対速度が所定の速度に達したときに、上記第２の永久磁石列を第１の位置から第２の位置に移動させる。

また、上記第２の永久磁石列が上記界磁移動手段により移動した際、上記第２の永久磁石列の発生する磁束が上記二次導体もしくは他の二次導体に鎖交するものを採用できる。

また、上記第１の永久磁石列または上記第２の永久磁石列の界磁を生じる側面の一部が上記二次導体に対向するものを採用できる。

本発明の磁気浮上装置によれば、誘導反発形磁気浮上で発生する磁気的走行抵抗を低減することができるので、浮上体の速度を維持するために駆動手段に供給される電力消費量を抑制できるとともに運用コストの低減化が容易になる。

また、装置の磨耗を回避でき、信頼性や耐久性の向上を図ることができる。

まず、本発明の実施形態を説明する前に、理解を容易にするため、二次導体と浮上体との相対速度と磁気的走行抵抗との関係について説明する。

図１は二次導体と浮上体との相対速度と磁気的走行抵抗との関係を示すパターン図である。図中の実線は１つの永久磁石列から得られる特性、破線は２つの永久磁石列から得られる特性を示している。

今、複数の永久磁石の磁極を最大でも９０度ずつ同一平面内で向きを変えて隣接させて構成される永久磁石列を考える。この永久磁石列の作る磁界が二次導体と鎖交するときに発生する磁気的走行抵抗は、浮上ギャップ長が一定であれば、図１の実線で示すように、所定の速度（界磁と二次導体間の相対速度）で最大となり、それ以降は急激に減少していく。

ここで、同じ磁束パターンを有する２つの永久磁石列を用い、二次導体を挟んで２つの界磁を対向させ、二次導体に鎖交する上下方向の磁束をキャンセルさせるとともに横方向の磁束を増大させると、図１の破線で示すように、低速時の磁気的走行抵抗は少ないが、速度の増大とともに増加する。

このようなことから、低速領域では、２つの界磁を二次導体を挟んで対向させておき、速度が増大して図１の交点Ａを経過したときに、その２つの界磁を１つに切り替えれば、速度の増大に伴って磁気的走行抵抗を低減し、浮上体の速度維持に必要な電力消費量を抑制することが分かる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態では、本発明の磁気浮上装置をエレベータに適用した場合を例としている。本発明の磁気浮上装置は、同じ磁束パターンを有する２つの永久磁石列を備えるとともに、図１に示すように、低速領域では二次導体を挟んで２つの界磁を対向させ、高速領域では１つの界磁させるように、一方の永久磁石列を別の位置に移動させる構造を備える。

図２は本発明の第１の実施形態に係る磁気浮上装置をエレベータに適用した場合の全体構造を示す概略図である。なお、同一部分には同一符号を付すとともに位置の相違をアルファベットで区別する。

磁気浮上装置が全体として符号１で示されている。図中のｘ，ｙ，ｚは、磁気浮上装置１の運動軸を示しており、浮上体である乗りかご４の横方向（左右方向）をｘ軸、前後方向をｙ軸、上下方向をｚ軸とする。また、ｘ，ｙ，ｚ軸に対する回転方向をξ，θ，ψとする。

符号２はビル最上部の機械室などに設置されたエレベータ制御装置である。このエレベータ制御装置２は、コンピュータからなり、エレベータの運転制御を行うとともに、ここでは磁気浮上装置１を駆動制御するための機能を備える。

本実施形態において、磁気浮上装置１は、ガイドレール３，３´と、乗りかご４、メインロープ５、メインシーブ６およびセカンダリーシーブ７、重量部８、電動機９、コンペンロープ１０、シーブ１１、シーブ支持部１２などから構成されている。

ガイドレール３，３´は、図示しないエレベータシャフトの内面に所定の取付方法で敷設される。このガイドレール３，３´は、非磁性体からなり、磁気浮上装置１の二次導体として用いられる。

乗りかご４は、図示せぬ昇降路内をガイドレール３，３´に沿って上下方向に移動する。本実施形態において、この乗りかご４は、磁気浮上装置１の浮上体として用いられる。メインロープ５は、メインシーブ６およびセカンダリーシーブ７に巻き掛けられ、その一端が乗りかご４に連結されている。このメインロープ５は、電動機９、コンペンロープ１０とともに磁気浮上装置１の推進手段として用いられる。

メインシーブ６およびセカンダリーシーブ７は、乗りかご４の重量を支持する際に発生するメインロープ５の張力の方向を反転させる。重量部８は、カウントウエイトと呼ばれ、メインロープ５の端部に取り付けられ、乗りかご４の重量に起因するメインロープ５の張力に略バランスする重量を有する。電動機９は、エレベータ制御装置２からの指令に従って回転駆動する。この電動機９の回転駆動により、乗りかご４はメインロープ５を介して昇降路内を昇降動作する。

コンペンロープ１０は、乗りかご４の底部から垂下され、その端部が重量部８に連結されている。シーブ１１には、コンペンロープ１０が掛けられ、そのコンペンロープ１０の移動によって回転するとともに自重でコンペンロープ１０に張力を付与する。シーブ支持部１２は、コンペンロープ１０の張力変動で生じるシーブ１１の上下動にダンピング力を付与するとともにシーブ１１を左右方向に案内する。

ここで、乗りかご４を構成するフレーム部２２には、ガイドレール３，３´に沿って乗りかご４を非接触で案内するための４つの案内ユニット１８ａ〜１８ｄが設けられている。フレーム部２２は、案内ユニット１８ａ〜１８ｄの所定の位置関係を保つことのできる強度を有する。案内ユニット１８ａ〜１８ｄは、フレーム部２２の四隅にガイドレール３，３´と対向して取付けられる。

案内ユニット１８ａを代表として、その構成を図３および図４に示す。
図３は同実施形態における磁気浮上装置１の案内ユニット１８ａを部分的に示す斜視図、図４は図３の案内ユニット１８ａを上から見た場合の平面図である。

案内ユニット１８ａは、上下に並設された２つの磁石ユニット３０，３０´からなる。なお、図３では、案内ユニット１８ａの上側の磁石ユニット３０のみを示すが、下側の磁石ユニット３０´でも同様の構成である。

磁石ユニット３０は、例えばアルミやステンレスもしくはプラスチック製の外枠２４を備える。この外枠２４の内側に第１の永久磁石列２５と第２の永久磁石列２６がガイドレール３を挟んで対向して取り付けられている。また、第２の永久磁石列２６と外枠２４との間に、第１の永久磁石列２５と第２の磁石列２６間のギャップ長を変化させる界磁移動手段としての電動ジャッキ２７が設けられている。

他の案内ユニット１８ｂ〜１８ｄについても同様であり、それぞれに２つの磁石ユニット３０，３０´が第１の永久磁石列２５をガイドレール３，３´の同じ側に配置されないように隣接させて構成されている（図５および図６参照）。

ここで、図５および図６に磁石ユニット３０，３０´の内部構成を示す。
図５および図６は図４の磁石ユニット３０，３０´をＢ−Ｂ´線から見た図であり、図５は磁石ユニット３０の移動前の状態、図６は磁石ユニット３０の移動後の状態を示している。

永久磁石列２５，２６は、ステンレス材の角パイプ２８の中に複数個の立方体形状の永久磁石２９を挿入して構成されている。これらの永久磁石２９は、特殊な配列で並べられている。図５および図６の例では、５個の永久磁石２９を用い、そのうちの３個の永久磁石２９の磁極を交互に９０度回転させ、その磁石列の両端部の２個の永久磁石２９の磁極を隣接する永久磁石２９と同じ向きとしている。

案内ユニット１８は、第１の永久磁石列２５と第２の永久磁石列２６との間にガイドレール３，３´が位置するようにフレーム部２２に取付けられている。

また、永久磁石列２５，２６の対向面および外枠２４の内側底面には、それぞれ固体潤滑部材としてテフロン（登録商標）もしくは黒鉛、二硫化モリブデン等を用いたシュー３１が所定の方法で交換可能に固定されている。

さらに、図４にも示したように、永久磁石列２５，２６間に介在するガイドレール３，３´は、乗りかご４の通常の走行時において、その先端部が永久磁石２５，２６の内側側面からはみ出すことのない位置関係となっている。

乗りかご４の昇降時には、永久磁石２５，２６とガイドレール３，３´の間に電磁誘導により斥力が作用するが、このような位置関係にすると、外力により乗りかご４がガイドレール３（３´）側に近づくと、近づいた側の斥力が遠ざかった側の斥力より強くなり、乗りかご４はガイドレール３，３´の中心方向に案内される。つまり、この位置関係によって、乗りかご４はガイドレール３，３´の中心に沿って案内されることになる。

また、図２に示すように、フレーム部２２には、防振ゴム５１と、この防振ゴム５１を介して乗りかご４を支持するかご台５３と、このかご台５３の上下に配置される上部梁部材５５および下部梁部材５７と、かご枠６１と、上部ヒッチ６３および下部ヒッチ７３が設けられている。

かご枠６１は、上部梁部材５５および下部梁部材５７の両端で固定される左右２本の支持柱５９で構成され、上記かご台５３が固定される。上部ヒッチ６３は、かご枠６１の上部梁部材５５に取付けられ、張力のうち高周波成分を取除いてかご枠６１にメインロープ５の張力を作用させる。下部ヒッチ７３は、かご枠６１の下部梁部材５７に取り付けられ、コンペンロープ１０の張力を作用させる。

次に、上記のように構成された磁気浮上装置１の動作について説明する。

エレベータが停止状態にあるときは、案内ユニット１８ａ〜１８ｄにおいて、磁石ユニット３０に設けられた電動ジャッキ２７が第２の永久磁石列２６を押し上げている。これにより、図６に示すように、ガイドレール３，３´が第１の永久磁石列２５のシュー３１に接触し、乗りかご４がホール側により近づいた状態で停止している。

こうすることで、ホールの床と乗りかご４の床との隙間が狭くなり、乗降時に物が落ちにくくなったり、車椅子等の通過が容易になる。このとき、シュー３１の働きにより、乗りかご４の昇降動作が妨げられることはない。

エレベータを起動させると、電動機９の回転駆動により乗りかご４が上昇あるいは下降を開始する。これに伴い、永久磁石列２５，２６（乗りかご４）とガイドレール３，３´間の相対速度が徐々に増大して、永久磁石列２５，２６とガイドレール３，３´の間に電磁誘導による反発力が発生して、乗りかご４がガイドレール３，３´から浮上する。この状態で、乗りかご４が移動を開始すると、電動ジャッキ２７が動作して、図４に示すように、第１の永久磁石列２５との間隔が所定の値になる位置に第２の永久磁石列２６が移動する。

なお、この電動ジャッキ２７の動作制御は、エレベータ制御装置２が行うものとする。エレベータ制御装置２は、乗りかご４の速度に基づいて電動ジャッキ２７を駆動して第２の永久磁石列２６の位置を調整する。乗りかご４の速度を検出する方法としては、例えばメインシーブ６に取り付けられた図示せぬパルスエンコーダから電動機９の回転に同期して出力されるパルス信号をカウントするなどの方法がある。

ここで、相対速度が低いときには、ガイドレール３，３´が永久磁石列２５，２６のどちらかに近づくと、近づいた方の反発力が増大するため、乗りかご４は常に永久磁石列２５，２６間の中心にガイドレール３，３´が位置する状態に案内される。この時、電磁誘導により、反発力とともに磁気的走行抵抗が発生するが、永久磁石列２５，２６の界磁が対向しているため、図１の点線で示すように、磁気的走行抵抗は小さな値となる。したがって、乗りかご４を所定の速度で昇降動作させる電動機９に大きな電力が供給されることはない。

また、乗りかご４の速度が増大すると、それに伴って磁気的走行抵抗も増大する。電動機９の回転数が所定の値以上になると、つまり、永久磁石列２５，２６（乗りかご４）とガイドレール３，３´間の相対速度が所定の値以上になると、電動ジャッキ２７によって第２の永久磁石列２６が移動して、永久磁石列２５，２６間の間隙が図５に示すように最大になる。

この場合、隣接する磁石ユニット３０，３０´において、それぞれの第２の永久磁石列２６がガイドレール３，３´を挟んで反対側に位置することになるので、案内ユニット１８ａ〜１８ｄの中心をガイドレール３，３´の中心から離す方向に力が作用することはない。また、案内ユニット１８ａ〜１８ｄに作用する回転力は、それぞれにフレーム部２２を介して他の案内ユニットの回転力で相殺される。つまり、電動ジャッキ２７の動作で乗りかご４に外乱としての案内力が作用することはないので、乗り心地に悪影響を及ぼすことはない。

また、乗りかご４の速度が所定値以上の高速領域に達すると、第２の永久磁石列２６がガイドレール３，３´から離間しているので、第２の永久磁石列２６の発生する磁束がガイドレール３，３´に十分届かず、案内力は第１の永久磁石列２５が発生する反発力に起因して発生する。

ここで、高速領域では、図１の実線で示すように磁気的走行抵抗が生じるが、その値は十分小さなものである。結局、低速領域から高速領域に至るまでに大きな磁気的走行抵抗が発生することはなく、その磁気的走行抵抗を相殺するための電力を必要としない。

乗りかご４が目的階に近づくと、昇降速度が減少する。乗りかご４が所定の速度以下になると電動ジャッキ２７の動作で第２の永久磁石列２６が図４の位置に戻されるため、大きな磁気的走行抵抗が発生することはない。やがて、乗りかご４が目的階で停止すると、再び電動ジャッキ２７が動作して永久磁石列２５，２６が図６の状態となって、乗りかご４がホール側に近づき、乗客の乗り降りが容易になる。

このように、同じ磁気パターンを有する永久磁石列２５，２６のうちの一方を浮上体である乗りかご４の移動速度に応じて磁束が作用する方向へ動かすことで、低速から高速の領域で磁気的走行抵抗を低減し、乗りかご４の速度維持に必要な電力消費量を抑制することが可能となる。

なお、上記第１の実施形態では、電動ジャッキ２７によって第２の永久磁石列２６を永久磁石列２５に向けて平行移動させる構成としたが、これは第２の永久磁石列２６の移動形態や移動手段をなんら限定するものでなく、種々変更が可能である。

また、磁気浮上装置１をエレベータに適した場合の構成を説明したが、これはその適用目的をなんら限定するものではない。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態として、本発明の磁気浮上装置をオートロード（動く歩道）に適用した場合の構成について説明する。

図７は本発明の第２の実施形態に係る磁気浮上装置をオートロードに適用した場合の全体構造を示す概略図である。なお、簡単のため、同一部分には符号を付して説明は省略する。また、図８は同実施形態におけるオートロードの構造を一部切欠いて示す図であり、図７のオートロードをＣ−Ｃ′線から見た図である。図９および図１０は図８のオートロードをＤ−Ｄ′線から見た図であり、図９は永久磁石列の回転前、図１０は永久磁石列の回転後の状態を示している。

本実施形態における磁気浮上装置が全体として１′で示されている。この磁気浮上装置１′は、人が乗るための踏板１０１、この踏板１０１を駆動するための電動機１０３の他、歯車１０４，１０４′、チェーン１０５，１０５′、歯車１０７、回転軸１０９、磁気支持部１１１、軸受１１３、張力付与部１１５、補助支持部１１６などを備えている。

踏板１０１は、ループ状に架設され、電動機１０３によって循環駆動される。本実施形態において、この踏板１０１は磁気浮上装置１′の浮上体として用いられ、電動機１０３は推進手段として用いられる。

歯車１０４，１０４′は、電動機１０３の図示せぬ回転軸の両端に所定の方法で取付けられ、チェーン１０５，１０５′を介して電動機１０３の駆動力を踏板１０１に伝える。チェーン１０５，１０５′は、歯車１０４，１０４′に巻き掛けられ、電動機１０３の駆動に伴って移動する。歯車１０７は、歯車１０４，１０４′の反対側に位置してチェーン１０５，１０５′を回転可能に支持する。

磁気支持部１１１は、チェーン１０５，１０５′の上側に位置する踏板１０１の自重および人や荷物等の負荷重量を非接触で支持する。軸受１１３は、歯車１０７の回転軸１０９を支える。張力付与部１１５は、回転軸１０９および歯車１０７を介してチェーン１０５，１０５′に張力を付与する。補助支持部１１６は、磁気支持部１１１が十分な支持力発生しない時に踏板１０１を支持する。

ここで、歯車１０７、回転軸１０９、磁気支持部１１１、軸受１１３、張力付与部１１５および補助支持部１１６は、踏板１０１の移動方向に向かって左右対称に構成されていることは言うまでもない。

踏板１０１は、チェーン１０５，１０５′間に位置し、それぞれ所定の取付け方法でチェーン１０５，１０５′の周囲に沿って取付けられている。張力付与部１１５は、軸受１１３をチェーン１０５，１０５′と平行な方向に可動支持するリニアガイド１１５ａおよび一方の端部が地上側に固定され、他方の端部が軸受１１３に固定されたバネ１１７を備えている。電動機１０３の固定子およびリニアガイド１１５ａの固定側は、所定の方法で地上側に固定されている。

磁気支持部１１１は、歯車１０４，１０４′と左右の歯車１０７間の人が乗る区間に位置している。この磁気支持部１１１は、断面がコの字形状をなし、長さが踏板１０１と略同じ二次導体１２１を備える。また、この磁気支持部１１１は、人が乗る区間と略同じ長さにわたって所定寸法の永久磁石の磁極を４５度ずつ回転させて配列された第１の永久磁石列１２３と、この第１の永久磁石列１２３の上部に位置し、これと同じ磁束パターンを有する第２の永久磁石列１２５とを備える。さらに、この磁気支持部１１１は、第２の永久磁石列１２５が取付けられ、これを踏板１０１の移動方向と平行な回転軸で回転させる界磁移動手段としての回転装置１２７と、永久磁石列１２３，１２５および回転装置１２７が所定の方法で取付けられ、これらを支持する支持部材１２９とを備えている。

二次導体１２１は、図８に示すように、隣合う踏板１０１の両端下側で、互いに背中合わせにそれぞれの踏板１０１に取付けられており、踏板１０１が歯車１０４，１０４′，歯車１０７の区間を通過する際に、二次導体１２１が互いに干渉しない位置に配置されている。

永久磁石列１２３，１２５は、二次導体１２１の下側端部１２１ａが永久磁石列１２３，１２５の界磁発生面の一部と対向する位置に配置されている。これによって、踏板１０１は、浮上時に装置の左右に位置する永久磁石列１２３，１２５間の中央に向かって案内されることになる。

補助支持部１１６は、チェーン１０５，１０５′の連結軸に所定の方法で取付けられた車輪１３１と、上記磁気支持部１１１の上部に設置され車輪１３１を支持するガイドレール１３３とを備えている。

このような構成の磁気浮上装置１′では、図９に示すように、起動時に永久磁石列１２３，１２５がコの字形状の二次導体１２１の下側端部１２１ａを挟んで互いに向合う状態にあり、磁気的走行抵抗が低減される。起動後、踏板１０１の速度が上昇して定格速度に近づくと、図１０に示すように、回転装置１２７が作動して、永久磁石列１２５が二次導体１２１の上側端部１２１ｂの内側と対向するように移動する。

これにより、二次導体１２１の両側から作用していた永久磁石列１２３，１２５の磁束が図１０の矢印で示すような永久磁石列１２５の回転移動によって一側のみに作用することになる。したがって、図１にて説明した理由により、定格速度での磁気的走行抵抗が減少するとともに浮上力が増加して、磁気支持部１１１の設置区間で踏板１０１が浮上する。ここで、踏板１０１が浮上するまでは、車輪１３１で踏板１０１の自重および負荷重量が支持されることは言うまでもない。

なお、浮上体である踏板１０１の速度は、例えば電動機１０３の回転軸に取り付けられた図示せぬパルスエンコーダの出力パルスをカウントすることで検出する。また、図示せぬオートロードの制御装置は、上記踏板１０１の速度に基づいて回転装置１２７を駆動して永久磁石列１２５の位置を調整する。

このように本実施形態によれば、磁気的走行抵抗の減少により電動機１０３への供給電力が節約できるとともに、人や荷物が搭載される区間で踏板１０１が浮上することにより機械的な高周波振動が絶縁されるので、乗り心地が向上する。また、車輪１３１とガイドレール１３３が接触しないので、両者の磨耗による故障が発生せず、装置の信頼性および耐久性が向上するという利点がある。

なお、上記第２の実施形態では、二次導体１２１をコの字形状とし、その上側端部１２１ｂと下側端部１２１ａを連結させたが、例えば上側端部１２１ｂと下側端部１２１ａを個別の二次導体で形成し、これを導体以外の部材で連結するような構成であっても良い。要は第２の永久磁石列１２５が移動した際に、その永久磁石列１２５の発生する磁束が同じ二次導体もしくは他の二次導体に鎖交するような構成であれば良い。

この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

要するに、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の形態を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

図１は二次導体と浮上体との相対速度と磁気的走行抵抗との関係を示すパターン図である。図２は本発明の第１の実施形態に係る磁気浮上装置をエレベータに適用した場合の全体構造を示す概略図である。図３は同実施形態における磁気浮上装置の案内ユニットを部分的に示す斜視図である。図４は図３の案内ユニットを上から見た場合の平面図である。図５は図４の磁石ユニットをＢ−Ｂ´線から見た図であり、磁石ユニット移動前の状態を示す図である。図６は図４の磁石ユニットをＢ−Ｂ´線から見た図であり、磁石ユニット移動後の状態を示す図である。図７は本発明の第２の実施形態に係る磁気浮上装置をオートロードに適用した場合の全体構造を示す概略図である。図８は同実施形態におけるオートロードの構造を一部切欠いて示す図であり、図７のオートロードをＣ−Ｃ′線から見た断面図である。図９は図８のオートロードをＤ−Ｄ′線から見た図であり、永久磁石列の回転前の状態を示す図である。図１０は図８のオートロードをＤ−Ｄ′線から見た図であり、永久磁石列の回転後の状態を示す図である。

符号の説明

１，１′…磁気浮上装置、３，３´，１３３…ガイドレール、４…乗りかご、５…メインロープ、６…メインシーブ、７…セカンダリーシーブ、８…重量部、９…電動機、１０…コンペンロープ、１１…シーブ、１２…シーブ支持部、１８ａ〜１８ｄ…案内ユニット、２２…フレーム部、２４…外枠、２５，２６…永久磁石列、２７…電動ジャッキ、２８…角パイプ、２９…立方体永久磁石、３１…シュー、５１…防振ゴ、５３…かご台、５５…上部梁部材、５７…下部梁部材、５９…支持柱、６１…かご枠、６３，７３…ヒッチ、１０１…踏板、１０３…電動機、１０４，１０４′，１０７…歯車、１０５，１０５′…チェーン、１０９…回転軸、１１１…磁気支持部、１１３…軸受、１１５…張力付与部、１１６…補助支持部、１１７…バネ、１２１…二次導体、１２３，１２５…永久磁石列、１２７…回転装置、１２９…支持部材、１３１…車輪。

Claims

複数の永久磁石の磁極を最大でも９０度ずつ同一平面内で向きを変えて隣接させて構成される第１の永久磁石列と、
この第１の永久磁石列と同じ磁束パターンを発生する第２の永久磁石列と、
少なくとも上記第１の永久磁石列に対向して配置される非磁性導電性部材からなる二次導体と、
上記第２の永久磁石列を第１の位置から第２の位置に移動させる界磁移動手段と、
上記第１または第２の永久磁石列と上記二次導体との間に相対速度差を生じさせる推進手段と、
上記第１または上記第２の永久磁石列と上記二次導体との間に生じる誘導反発力で支持される浮上体と
を具備したことを特徴とする磁気浮上装置。
上記二次導体は、上記浮上体に備えられていることを特徴とする請求項１記載の磁気浮上装置。
上記二次導体は、地上側に設置されていることを特徴とする請求項１記載の磁気浮上装置。
上記二次導体は鉛直に地上側に取り付けられ、上記浮上体は上記推進手段によって昇降動作することを特徴とする請求項３項記載の磁気浮上装置。
上記界磁移動手段は、上記相対速度に基づいて動作することを特徴とする請求項１記載の磁気浮上装置。
上記界磁移動手段は、上記相対速度が所定の速度に達したときに、上記第２の永久磁石列を第１の位置から第２の位置に移動させることを特徴とする請求項５記載の磁気浮上装置。
上記第２の永久磁石列が上記界磁移動手段により移動した際、上記第２の永久磁石列の発生する磁束が上記二次導体もしくは他の二次導体に鎖交することを特徴とする請求項１記載の磁気浮上装置。
上記第１の永久磁石列または上記第２の永久磁石列の界磁を生じる側面の一部が上記二次導体に対向することを特徴とする請求項１記載の磁気浮上装置。