JP3209844B2 - 磁気浮上搬送装置 - Google Patents
磁気浮上搬送装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
Landscapes
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレールに沿って浮上及び
走行する磁気浮上搬送装置に関する。
走行する磁気浮上搬送装置に関する。
【０００２】昨今の半導体産業に於いては、ウエハの処
理工程においてウエハをできるだけ塵が付着しないよう
に自動搬送することが多くなっている。リニアモーター
カーのような磁気浮上搬送装置は、搬送台車とレールと
の間で摩擦による塵の発生がなく、且つウエハを高速で
安定して搬送することができるので、ウエハの自動搬送
装置として適している。
理工程においてウエハをできるだけ塵が付着しないよう
に自動搬送することが多くなっている。リニアモーター
カーのような磁気浮上搬送装置は、搬送台車とレールと
の間で摩擦による塵の発生がなく、且つウエハを高速で
安定して搬送することができるので、ウエハの自動搬送
装置として適している。
【０００３】
【従来の技術】磁気浮上搬送装置は、所定の経路で設け
られたレールに対して一定のギャップで浮上しつつ走行
する搬送台車を含む。搬送台車はレールに対してリニア
モーターにより駆動され、且つ浮上用磁石により磁気的
に浮上せしめられる。浮上用磁石は搬送台車に取り付け
られている。さらに、搬送台車にはギャップセンサが取
り付けられ、搬送台車はギャップセンサの出力に応じて
搬送台車とレールとの間のギャップを一定に保ちつつ走
行する。
られたレールに対して一定のギャップで浮上しつつ走行
する搬送台車を含む。搬送台車はレールに対してリニア
モーターにより駆動され、且つ浮上用磁石により磁気的
に浮上せしめられる。浮上用磁石は搬送台車に取り付け
られている。さらに、搬送台車にはギャップセンサが取
り付けられ、搬送台車はギャップセンサの出力に応じて
搬送台車とレールとの間のギャップを一定に保ちつつ走
行する。
【０００４】例えば４個の浮上用磁石が搬送台車に取り
付けられる。各浮上用磁石は永久磁石と電磁石との組み
合わせからなる複合構造のものである。搬送台車の浮上
の初期には、電磁石のコイルに比較的に大きな電流を流
して、永久磁石の磁力と電磁石の磁力との和の力で素早
く搬送台車を浮上させ、搬送台車の浮上量が所定値に近
づくにつれて電磁石のコイルに流す電流を次第に小さく
していき、最終的に搬送台車がレールに対して一定のギ
ャップで浮上するようにする。また、電磁石のコイルに
逆向きに電流を流すことができ、すると搬送台車に作用
する磁力は永久磁石の磁力と電磁石の磁力との差になる
ので、搬送台車をレールから離れるように移動させるこ
とができるなる。
付けられる。各浮上用磁石は永久磁石と電磁石との組み
合わせからなる複合構造のものである。搬送台車の浮上
の初期には、電磁石のコイルに比較的に大きな電流を流
して、永久磁石の磁力と電磁石の磁力との和の力で素早
く搬送台車を浮上させ、搬送台車の浮上量が所定値に近
づくにつれて電磁石のコイルに流す電流を次第に小さく
していき、最終的に搬送台車がレールに対して一定のギ
ャップで浮上するようにする。また、電磁石のコイルに
逆向きに電流を流すことができ、すると搬送台車に作用
する磁力は永久磁石の磁力と電磁石の磁力との差になる
ので、搬送台車をレールから離れるように移動させるこ
とができるなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】レールと浮上用磁石と
の間の最終的なギャップは、浮上用磁石の電磁石に供給
する電流がほぼ０になり、且つ搬送台車が実質的に浮上
用磁石の永久磁石の磁力のみによって支持されるような
値とするのが好ましい。つまり、搬送台車の重量と浮上
用磁石の永久磁石の磁力とが釣り合うようにすれば、浮
上用磁石の電磁石に供給する電流を最小にすることがで
き、搬送台車に積んだバッテリの消耗を最小にすること
ができる。
の間の最終的なギャップは、浮上用磁石の電磁石に供給
する電流がほぼ０になり、且つ搬送台車が実質的に浮上
用磁石の永久磁石の磁力のみによって支持されるような
値とするのが好ましい。つまり、搬送台車の重量と浮上
用磁石の永久磁石の磁力とが釣り合うようにすれば、浮
上用磁石の電磁石に供給する電流を最小にすることがで
き、搬送台車に積んだバッテリの消耗を最小にすること
ができる。
【０００６】搬送台車には例えば４個の浮上用磁石が同
一平面上に取り付けられており、各浮上用磁石毎にその
電磁石のコイルに流れる電流の制御が行われる。搬送台
車の姿勢や、搬送台車に積載される荷の位置等により、
搬送台車はレールに対して必ずしも平行になっていると
は限らない。従って、上記したように浮上用磁石の電磁
石に供給する電流がほぼ０になるときのレールと浮上用
磁石との間のギャップは、各浮上用磁石毎に異なること
がある。例えば、ある浮上用磁石ではその電磁石に供給
する電流がほぼ０になるときの浮上用磁石とレールとの
間のギャップは例えば１．８ｍｍであり、また別の浮上
用磁石ではその電磁石に供給する電流がほぼ０になると
きの浮上用磁石とレールとの間のギャップは例えば１．
９ｍｍになることがある。
一平面上に取り付けられており、各浮上用磁石毎にその
電磁石のコイルに流れる電流の制御が行われる。搬送台
車の姿勢や、搬送台車に積載される荷の位置等により、
搬送台車はレールに対して必ずしも平行になっていると
は限らない。従って、上記したように浮上用磁石の電磁
石に供給する電流がほぼ０になるときのレールと浮上用
磁石との間のギャップは、各浮上用磁石毎に異なること
がある。例えば、ある浮上用磁石ではその電磁石に供給
する電流がほぼ０になるときの浮上用磁石とレールとの
間のギャップは例えば１．８ｍｍであり、また別の浮上
用磁石ではその電磁石に供給する電流がほぼ０になると
きの浮上用磁石とレールとの間のギャップは例えば１．
９ｍｍになることがある。
【０００７】そのため、４個の浮上用磁石が同一平面上
に取り付けられている場合、全ての浮上用磁石の電磁石
に供給する電流をほぼ０にすることができないという問
題点がある。例えば、３個の浮上用磁石のギャップが決
まってしまうと、最後の浮上用磁石は３個の浮上用磁石
と同一平面上にあるので、自ずと最後の浮上用磁石のギ
ャップも決まってしまうが、こうして定まったギャップ
とその電磁石に供給する電流をほぼ０とするのに必要な
ギャップとが一致するとは限らない。そのため、最後の
浮上用磁石の電磁石に供給する電流をほぼ０とすること
ができない。
に取り付けられている場合、全ての浮上用磁石の電磁石
に供給する電流をほぼ０にすることができないという問
題点がある。例えば、３個の浮上用磁石のギャップが決
まってしまうと、最後の浮上用磁石は３個の浮上用磁石
と同一平面上にあるので、自ずと最後の浮上用磁石のギ
ャップも決まってしまうが、こうして定まったギャップ
とその電磁石に供給する電流をほぼ０とするのに必要な
ギャップとが一致するとは限らない。そのため、最後の
浮上用磁石の電磁石に供給する電流をほぼ０とすること
ができない。
【０００８】本発明の目的は、搬送台車が浮上した状態
において全ての浮上用磁石の電磁石に供給する電流をほ
ぼ０にすることができ、よって搬送台車に積載されたバ
ッテリの消耗を小さくすることのできる磁気浮上搬送装
置を提供することである。
において全ての浮上用磁石の電磁石に供給する電流をほ
ぼ０にすることができ、よって搬送台車に積載されたバ
ッテリの消耗を小さくすることのできる磁気浮上搬送装
置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による磁気浮上搬
送装置は、レール１１ａ、１１ｂに沿って走行可能な搬
送台車１２と、各々が永久磁石１３と電磁石１４との組
み合わせからなり、該搬送台車を該レールに対して磁気
的に浮上させるために該搬送台車に設けられた複数の浮
上用磁石１５ａ〜１５ｄと、該複数の浮上用磁石のうち
の少なくとも一つの浮上用磁石１５ｄと該レールとの間
のギャップが調節可能なように該少なくとも一つの浮上
用磁石を該搬送台車に移動可能に取りつけるための取り
つけ手段７０ｄと、該少なくとも一つの浮上用磁石と該
レールとの間のギャップを調節するための駆動手段７０
ｐと、該浮上用磁石の各々の上又はその近傍に配置さ
れ、該レールと該浮上用磁石との間のギャップを検出す
るギャップ検出手段１６ａ〜１６ｄと、該ギャップ検出
手段の出力に基づいて該浮上用磁石に供給する電流を計
算するための電流計算手段７５と、該浮上用磁石に供給
される電流に基づいて該駆動手段を制御する制御手段７
８とを備えたことを特徴とする。
送装置は、レール１１ａ、１１ｂに沿って走行可能な搬
送台車１２と、各々が永久磁石１３と電磁石１４との組
み合わせからなり、該搬送台車を該レールに対して磁気
的に浮上させるために該搬送台車に設けられた複数の浮
上用磁石１５ａ〜１５ｄと、該複数の浮上用磁石のうち
の少なくとも一つの浮上用磁石１５ｄと該レールとの間
のギャップが調節可能なように該少なくとも一つの浮上
用磁石を該搬送台車に移動可能に取りつけるための取り
つけ手段７０ｄと、該少なくとも一つの浮上用磁石と該
レールとの間のギャップを調節するための駆動手段７０
ｐと、該浮上用磁石の各々の上又はその近傍に配置さ
れ、該レールと該浮上用磁石との間のギャップを検出す
るギャップ検出手段１６ａ〜１６ｄと、該ギャップ検出
手段の出力に基づいて該浮上用磁石に供給する電流を計
算するための電流計算手段７５と、該浮上用磁石に供給
される電流に基づいて該駆動手段を制御する制御手段７
８とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明では、複数の浮上用磁石のうちの少なく
とも一つが該浮上用磁石とレールとの間のギャップが調
節可能なように搬送台車に取りつけられている。そこ
で、最初に例えば３個の浮上用磁石に供給される電流が
ほぼ０となるように電流を制御し、これらの浮上用磁石
はそれぞれ別個のギャップで位置することができる。そ
れから、４個目の浮上用磁石の位置をその電磁石に供給
されている電流から逆算して調節し、同浮上用磁石に供
給する電流を０にする。
とも一つが該浮上用磁石とレールとの間のギャップが調
節可能なように搬送台車に取りつけられている。そこ
で、最初に例えば３個の浮上用磁石に供給される電流が
ほぼ０となるように電流を制御し、これらの浮上用磁石
はそれぞれ別個のギャップで位置することができる。そ
れから、４個目の浮上用磁石の位置をその電磁石に供給
されている電流から逆算して調節し、同浮上用磁石に供
給する電流を０にする。
【００１１】
【実施例】図３及び図４に示されるように、本発明によ
る磁気浮上搬送装置は、天井１０から吊り下げられた磁
性体からなる平行な２本のレール１１ａ、１１ｂと、レ
ール１１ａ、１１ｂに沿ってこのレールに無接触で走行
する搬送台車１２とからなる。リニアモータの一次巻線
５０がレール１１ａ、１１ｂの間において天井１０に取
り付けられ、二次導体５１が搬送台車１２の中央部に設
けられる。よって、搬送台車１２はレール１１ａ、１１
ｂに沿って走行可能である。
る磁気浮上搬送装置は、天井１０から吊り下げられた磁
性体からなる平行な２本のレール１１ａ、１１ｂと、レ
ール１１ａ、１１ｂに沿ってこのレールに無接触で走行
する搬送台車１２とからなる。リニアモータの一次巻線
５０がレール１１ａ、１１ｂの間において天井１０に取
り付けられ、二次導体５１が搬送台車１２の中央部に設
けられる。よって、搬送台車１２はレール１１ａ、１１
ｂに沿って走行可能である。
【００１２】４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄが四角形
をなすように搬送台車１２に取り付けられる。各浮上用
磁石１５ａ〜１５ｄは、図５及び図６に示されるよう
に、Ｕ字形に配置され、中央の永久磁石１３と、永久磁
石１３の両側に立った電磁石１４とからなる複合構造の
ものである。レール１１ａと永久磁石１３の頂部との間
にギャップＧがある。各電磁石１４は鉄心１４ａのまわ
りに巻かれたコイル１４ｂを有し、コイル１４ｂに電流
を流すことにより磁束が鉄心１４ａを貫くように形成さ
れる。永久磁石１３はＮ極とＳ極を有し、永久磁石１３
のＮ極から発した磁力線は、図５及び図６で左側の電磁
石１４から右側の電磁石１４へ矢印Ｍで示されるように
向かい、永久磁石１３のＳ極へ至る。
をなすように搬送台車１２に取り付けられる。各浮上用
磁石１５ａ〜１５ｄは、図５及び図６に示されるよう
に、Ｕ字形に配置され、中央の永久磁石１３と、永久磁
石１３の両側に立った電磁石１４とからなる複合構造の
ものである。レール１１ａと永久磁石１３の頂部との間
にギャップＧがある。各電磁石１４は鉄心１４ａのまわ
りに巻かれたコイル１４ｂを有し、コイル１４ｂに電流
を流すことにより磁束が鉄心１４ａを貫くように形成さ
れる。永久磁石１３はＮ極とＳ極を有し、永久磁石１３
のＮ極から発した磁力線は、図５及び図６で左側の電磁
石１４から右側の電磁石１４へ矢印Ｍで示されるように
向かい、永久磁石１３のＳ極へ至る。
【００１３】図５では、２つの電磁石１４のコイル１４
ｂに矢印Ａ、Ｂの方向に電流が流され、電磁石１４には
永久磁石１３の磁力線と同じ方向の磁力線が生じるの
で、搬送台車１２は永久磁石１３の磁力と電磁石１４の
磁力の和の力によりレール１１ａ、１１ｂに引き寄せら
れる。この場合は、主として、ギャップＧが所定値Ｑ0
よりも大きいときに、搬送台車１２をレール１１ａ、１
１ｂに引き寄せるのに適している。
ｂに矢印Ａ、Ｂの方向に電流が流され、電磁石１４には
永久磁石１３の磁力線と同じ方向の磁力線が生じるの
で、搬送台車１２は永久磁石１３の磁力と電磁石１４の
磁力の和の力によりレール１１ａ、１１ｂに引き寄せら
れる。この場合は、主として、ギャップＧが所定値Ｑ0
よりも大きいときに、搬送台車１２をレール１１ａ、１
１ｂに引き寄せるのに適している。
【００１４】図６では、２つの電磁石１４のコイル１４
ｂに図６とは逆の矢印Ｃ、Ｄの方向に電流が流され、電
磁石１４には永久磁石１３の磁力線と反対方向の磁力線
が生じるので、搬送台車１２は永久磁石１３の磁力と電
磁石１４の磁力の差の力によりレール１１ａ、１１ｂに
引き寄せられる。この場合は、主として、ギャップＧが
所定値Ｑ0 よりも小さいときに、搬送台車１２をレール
１１ａ、１１ｂから離れさせるのにするのに適してい
る。
ｂに図６とは逆の矢印Ｃ、Ｄの方向に電流が流され、電
磁石１４には永久磁石１３の磁力線と反対方向の磁力線
が生じるので、搬送台車１２は永久磁石１３の磁力と電
磁石１４の磁力の差の力によりレール１１ａ、１１ｂに
引き寄せられる。この場合は、主として、ギャップＧが
所定値Ｑ0 よりも小さいときに、搬送台車１２をレール
１１ａ、１１ｂから離れさせるのにするのに適してい
る。
【００１５】図３及び図４に示されるように、永久磁石
１３と電磁石１４とからなる浮上用磁石１５ａ〜１５ｄ
は、それぞれ取りつけ手段７０ａ〜７０ｄによって搬送
台車１２に取りつけられている。これらの取りつけ手段
のうちの３つの取りつけ手段７０ａ〜７０ｃはそれぞれ
の浮上用磁石１５ａ〜１５ｃを固定的に搬送台車１２に
取りつけている。残りの取りつけ手段７０ｄは関連する
浮上用磁石１５ｄを移動可能に搬送台車１２に取りつけ
ている。この取りつけ手段７０ｄはピエゾアクチュエー
タ７０ｐを内蔵したものであり（図１）、ピエゾアクチ
ュエータ７０ｐは浮上用磁石１５ｄとレール１１ａとの
間のギャップＧを調節するための駆動手段である。
１３と電磁石１４とからなる浮上用磁石１５ａ〜１５ｄ
は、それぞれ取りつけ手段７０ａ〜７０ｄによって搬送
台車１２に取りつけられている。これらの取りつけ手段
のうちの３つの取りつけ手段７０ａ〜７０ｃはそれぞれ
の浮上用磁石１５ａ〜１５ｃを固定的に搬送台車１２に
取りつけている。残りの取りつけ手段７０ｄは関連する
浮上用磁石１５ｄを移動可能に搬送台車１２に取りつけ
ている。この取りつけ手段７０ｄはピエゾアクチュエー
タ７０ｐを内蔵したものであり（図１）、ピエゾアクチ
ュエータ７０ｐは浮上用磁石１５ｄとレール１１ａとの
間のギャップＧを調節するための駆動手段である。
【００１６】ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄが各浮上用
磁石１５ａ〜１５ｄの永久磁石１３の上に設けられる。
ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄは種々のものを使用する
ことができる。例えば、発光部と受光部とを有する光学
式ギャップセンサや、高周波発射コイルと高周波検出コ
イルとを有する磁気式ギャップセンサ等を使用できる。
このようなギャップセンサ１６ａ〜１６ｄは公知であ
る。例えば、光学式ギャップセンサは発光部からレール
１１ａ、１１ｂに向かって光を照射し、受光部が反射光
を検出することによりギャップＧを検出するものであ
る。
磁石１５ａ〜１５ｄの永久磁石１３の上に設けられる。
ギャップセンサ１６ａ〜１６ｄは種々のものを使用する
ことができる。例えば、発光部と受光部とを有する光学
式ギャップセンサや、高周波発射コイルと高周波検出コ
イルとを有する磁気式ギャップセンサ等を使用できる。
このようなギャップセンサ１６ａ〜１６ｄは公知であ
る。例えば、光学式ギャップセンサは発光部からレール
１１ａ、１１ｂに向かって光を照射し、受光部が反射光
を検出することによりギャップＧを検出するものであ
る。
【００１７】図４に示されるように、搬送台車１２に
は、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの電磁石１４に給電する
ための電池１９及び制御装置が搭載され、さらにウエハ
２１を支持することができる支持部２２が設けられてい
る。
は、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの電磁石１４に給電する
ための電池１９及び制御装置が搭載され、さらにウエハ
２１を支持することができる支持部２２が設けられてい
る。
【００１８】図１は、浮上用磁石１５ｄの電流制御及び
位置制御のための制御装置７１を示す図である。制御装
置７１は、ギャップセンサ１６ｄからの信号及び図示し
ない搬送制御信号を受けて、浮上用磁石１５ｄに供給す
る電流ｉを計算する。また、制御装置７１は、浮上用磁
石１５ｄに供給する電流ｉ、及び浮上用磁石１５ｄの位
置を検出する位置検出手段７２の信号Ｌを受けて、浮上
用磁石１５ｄの移動量ΔＬを計算し、駆動回路７３を介
してピエゾアクチュエータ７０ｐを駆動し、浮上用磁石
１５ｄを移動させる。なお、基本的な電流制御は他の浮
上用磁石１５ａ〜１５ｃについても同様である。
位置制御のための制御装置７１を示す図である。制御装
置７１は、ギャップセンサ１６ｄからの信号及び図示し
ない搬送制御信号を受けて、浮上用磁石１５ｄに供給す
る電流ｉを計算する。また、制御装置７１は、浮上用磁
石１５ｄに供給する電流ｉ、及び浮上用磁石１５ｄの位
置を検出する位置検出手段７２の信号Ｌを受けて、浮上
用磁石１５ｄの移動量ΔＬを計算し、駆動回路７３を介
してピエゾアクチュエータ７０ｐを駆動し、浮上用磁石
１５ｄを移動させる。なお、基本的な電流制御は他の浮
上用磁石１５ａ〜１５ｃについても同様である。
【００１９】図２は、光学式位置検出手段７２ａを示す
図である。図２においては、浮上用磁石１５ｄの取りつ
け手段７０ｄの可動部分には傾斜した反射部材７２ｂが
取りつけられ、光学式検出手段７２ａの発光部から反射
部材７２ｂに向かって光を照射し、受光部が反射光を検
出することにより、浮上用磁石１５ｄの位置を検出す
る。つまり、光学式位置検出手段７２ａと反射部材７２
ｂの傾斜した反射面との位置関係の差により光の反射量
が異なることを利用して浮上用磁石１５ｄの位置を検出
する。
図である。図２においては、浮上用磁石１５ｄの取りつ
け手段７０ｄの可動部分には傾斜した反射部材７２ｂが
取りつけられ、光学式検出手段７２ａの発光部から反射
部材７２ｂに向かって光を照射し、受光部が反射光を検
出することにより、浮上用磁石１５ｄの位置を検出す
る。つまり、光学式位置検出手段７２ａと反射部材７２
ｂの傾斜した反射面との位置関係の差により光の反射量
が異なることを利用して浮上用磁石１５ｄの位置を検出
する。
【００２０】図７は浮上用磁石１５ｄ（及び１５ａ〜１
５ｃ）の電流制御手段を示す図であり、これは図１の制
御装置７１の一部である。電流制御手段は、ギャップセ
ンサ１６ｄの出力に基づいて浮上用磁石１５ｄに供給す
る電流を計算するための電流計算手段７５を含む。さら
に、電流計算手段は、浮上用磁石１５ｄに供給される電
流ｉをフィードバック入力として受入れ、搬送台車１２
が実質的に浮上用磁石１５ｄの永久磁石１３の磁力のみ
によって支持されるようなギャップＧとなるよう電流ｉ
を制御する。図７においては、フィードバック電流ｉは
積分器７６に入力され、所定の時間にわたって積分され
た値Σ（０−ｉ）がギャップ設定器７７に入力される。
ギャップ設定器７７には基準ギャップＧ0 が設定されて
おり、この値が最初に使用される。ギャップ設定器７７
は、電流の積分値Σ（０−ｉ）と検出ギャップギャップ
Ｇとの関係から浮上用磁石１５ｄ（及び１５ａ〜１５
ｃ）に供給すべき電流ｉを計算する。
５ｃ）の電流制御手段を示す図であり、これは図１の制
御装置７１の一部である。電流制御手段は、ギャップセ
ンサ１６ｄの出力に基づいて浮上用磁石１５ｄに供給す
る電流を計算するための電流計算手段７５を含む。さら
に、電流計算手段は、浮上用磁石１５ｄに供給される電
流ｉをフィードバック入力として受入れ、搬送台車１２
が実質的に浮上用磁石１５ｄの永久磁石１３の磁力のみ
によって支持されるようなギャップＧとなるよう電流ｉ
を制御する。図７においては、フィードバック電流ｉは
積分器７６に入力され、所定の時間にわたって積分され
た値Σ（０−ｉ）がギャップ設定器７７に入力される。
ギャップ設定器７７には基準ギャップＧ0 が設定されて
おり、この値が最初に使用される。ギャップ設定器７７
は、電流の積分値Σ（０−ｉ）と検出ギャップギャップ
Ｇとの関係から浮上用磁石１５ｄ（及び１５ａ〜１５
ｃ）に供給すべき電流ｉを計算する。
【００２１】図８は浮上の初期における浮上用磁石１５
ａ〜１５ｄとレール１１ａ、１１ｂとの間のギャップＧ
を示す図である。搬送台車１２の重量がＷ1 、Ｗ2 であ
るとし（Ｗ1 ＜Ｗ2 ）、図８の曲線は重量がＷ1 及びＷ
2 の場合のギャップＧを示している。図９は重量がＷ1
の搬送台車１２の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄに供給する
電流を示し、図１０はＷ2 の搬送台車１２の浮上用磁石
１５ａ〜１５ｄに供給する電流を示す図である。
ａ〜１５ｄとレール１１ａ、１１ｂとの間のギャップＧ
を示す図である。搬送台車１２の重量がＷ1 、Ｗ2 であ
るとし（Ｗ1 ＜Ｗ2 ）、図８の曲線は重量がＷ1 及びＷ
2 の場合のギャップＧを示している。図９は重量がＷ1
の搬送台車１２の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄに供給する
電流を示し、図１０はＷ2 の搬送台車１２の浮上用磁石
１５ａ〜１５ｄに供給する電流を示す図である。
【００２２】図示しない搬送制御装置から浮上開始信号
が出ると、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄには図５に示され
る方向に電流ｉが流される。基準ギャップＧ0 は、浮上
開始後の安定状態において、搬送台車１２の重量が例え
ばＷ1 のときに搬送台車１２が実質的に浮上用磁石１５
ａ〜１５ｄの永久磁石１３の磁力のみによって支持され
るような値として設定されている。なお、搬送台車１２
は４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄによって浮上してい
るので、１個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄが搬送台車１
２の重量Ｗ1 の四分の一ずつを分担する。荷の積載の仕
方によっては、重量Ｗ1 の四分の一ずつの分担に変動が
ある。
が出ると、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄには図５に示され
る方向に電流ｉが流される。基準ギャップＧ0 は、浮上
開始後の安定状態において、搬送台車１２の重量が例え
ばＷ1 のときに搬送台車１２が実質的に浮上用磁石１５
ａ〜１５ｄの永久磁石１３の磁力のみによって支持され
るような値として設定されている。なお、搬送台車１２
は４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄによって浮上してい
るので、１個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄが搬送台車１
２の重量Ｗ1 の四分の一ずつを分担する。荷の積載の仕
方によっては、重量Ｗ1 の四分の一ずつの分担に変動が
ある。
【００２３】図９及び図１０に示されるように、電流ｉ
は最初に時間とともに増加し、所定のピークに達した
後、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄがレール１１ａ、１１ｂ
に近づくにつれて減少する。ギャップセンサ１６ａ〜１
６ｄの出力は微小な時間間隔で取り込まれ、基準ギャッ
プＧ0 と検出ギャップＧとの差と電流ｉとの間の予め定
められた関係に従って電流ｉは減少する。
は最初に時間とともに増加し、所定のピークに達した
後、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄがレール１１ａ、１１ｂ
に近づくにつれて減少する。ギャップセンサ１６ａ〜１
６ｄの出力は微小な時間間隔で取り込まれ、基準ギャッ
プＧ0 と検出ギャップＧとの差と電流ｉとの間の予め定
められた関係に従って電流ｉは減少する。
【００２４】図８及び図９に示されるように、重量Ｗ1
の搬送台車１２の場合には、検出ギャップＧがギャップ
Ｇ0 に達したときに、電流ｉはほぼ０（ｉ0 ）となり、
搬送台車１２は実質的に浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの永
久磁石１３の磁力のみによって支持される。電流ｉは値
ｉ0 を中心として図５の方向及び図６の方向に小さく変
動する。
の搬送台車１２の場合には、検出ギャップＧがギャップ
Ｇ0 に達したときに、電流ｉはほぼ０（ｉ0 ）となり、
搬送台車１２は実質的に浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの永
久磁石１３の磁力のみによって支持される。電流ｉは値
ｉ0 を中心として図５の方向及び図６の方向に小さく変
動する。
【００２５】図８及び図１０に示されるように、重い重
量Ｗ2 の搬送台車１２の場合には、検出ギャップＧがギ
ャップＧ0 に達したときに、電流ｉは０よりも大きいあ
る値ｉ1 となっている。そこで、今度は基準ギャップＧ
0 とは無関係に、実際のギャップＧが最初の基準ギャッ
プＧ0 よりも小さな値Ｇ1 となるように電流ｉを流し続
け、搬送台車１２をレール１１ａ、１１ｂにより接近さ
せる。それによって永久磁石１３の磁力がより大きく搬
送台車１２に作用するようになり、そこで電流ｉがほぼ
０（ｉ0 ）となるように電流ｉを減少させると、搬送台
車１２が実質的に浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの永久磁石
１３の磁力のみによって支持される。この場合にも、電
流ｉは値ｉ0 を中心として図５の方向及び図６の方向に
小さく変動する。
量Ｗ2 の搬送台車１２の場合には、検出ギャップＧがギ
ャップＧ0 に達したときに、電流ｉは０よりも大きいあ
る値ｉ1 となっている。そこで、今度は基準ギャップＧ
0 とは無関係に、実際のギャップＧが最初の基準ギャッ
プＧ0 よりも小さな値Ｇ1 となるように電流ｉを流し続
け、搬送台車１２をレール１１ａ、１１ｂにより接近さ
せる。それによって永久磁石１３の磁力がより大きく搬
送台車１２に作用するようになり、そこで電流ｉがほぼ
０（ｉ0 ）となるように電流ｉを減少させると、搬送台
車１２が実質的に浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの永久磁石
１３の磁力のみによって支持される。この場合にも、電
流ｉは値ｉ0 を中心として図５の方向及び図６の方向に
小さく変動する。
【００２６】また、搬送台車１２の重量がＷ1 よりも小
さなＷ3 （Ｗ3 ＜Ｗ1 ＜Ｗ2 ）の場合には、検出ギャッ
プＧがギャップＧ0 に達する前に、電流ｉはほぼ０（ｉ
0 ）となる。すなわち、軽い搬送台車１２の場合には、
基準ギャップＧ0 よりも大きなギャップで、搬送台車１
２が実質的に浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの永久磁石１３
の磁力のみによって支持される。この場合にも、電流ｉ
は値ｉ0 を中心として図５の方向及び図６の方向に小さ
く変動する。
さなＷ3 （Ｗ3 ＜Ｗ1 ＜Ｗ2 ）の場合には、検出ギャッ
プＧがギャップＧ0 に達する前に、電流ｉはほぼ０（ｉ
0 ）となる。すなわち、軽い搬送台車１２の場合には、
基準ギャップＧ0 よりも大きなギャップで、搬送台車１
２が実質的に浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの永久磁石１３
の磁力のみによって支持される。この場合にも、電流ｉ
は値ｉ0 を中心として図５の方向及び図６の方向に小さ
く変動する。
【００２７】このようにして、本発明では、定常状態に
おいては、搬送台車１２の重量にかかわらず常に搬送台
車１２を実質的に浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの永久磁石
１３の磁力のみによって支持することができ、バッテリ
の消耗を防止することがてきる。
おいては、搬送台車１２の重量にかかわらず常に搬送台
車１２を実質的に浮上用磁石１５ａ〜１５ｄの永久磁石
１３の磁力のみによって支持することができ、バッテリ
の消耗を防止することがてきる。
【００２８】上記したように、浮上用磁石１５ａ〜１５
ｄのうちの１つ、すなわち浮上用磁石１５ｄは移動可能
に取りつけられている。図１１は浮上用磁石１５ｄを移
動させるためのピエゾアクチュエータ７０ｐの制御手段
を示す図であり、これも図１の制御装置７１の一部であ
る。この制御手段は、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄに供給
される電流ｉに基づいて浮上用磁石１５ｄの移動量ΔＬ
を計算する移動量計算手段７８を含む。移動量計算手段
７８には、位置検出手段７２からの位置信号Ｌ及び浮上
用磁石１５ａ〜１５ｄに供給される電流ｉの信号が入力
される。電流ｉの信号は上記したように微小な時間間隔
で取り込まれるので、電流ｉの信号はサンプリング回路
７９に入力され、平均値計算回路８０で平均値を計算さ
れ、電流の平均値が移動量計算手段７８に入力される。
ｄのうちの１つ、すなわち浮上用磁石１５ｄは移動可能
に取りつけられている。図１１は浮上用磁石１５ｄを移
動させるためのピエゾアクチュエータ７０ｐの制御手段
を示す図であり、これも図１の制御装置７１の一部であ
る。この制御手段は、浮上用磁石１５ａ〜１５ｄに供給
される電流ｉに基づいて浮上用磁石１５ｄの移動量ΔＬ
を計算する移動量計算手段７８を含む。移動量計算手段
７８には、位置検出手段７２からの位置信号Ｌ及び浮上
用磁石１５ａ〜１５ｄに供給される電流ｉの信号が入力
される。電流ｉの信号は上記したように微小な時間間隔
で取り込まれるので、電流ｉの信号はサンプリング回路
７９に入力され、平均値計算回路８０で平均値を計算さ
れ、電流の平均値が移動量計算手段７８に入力される。
【００２９】図１２は移動量計算手段７８で行う移動及
び電流制御のフローチャートである。ステップ８１にお
いて、３個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｃの電流の平均値
ｉM1、ｉM2、ｉM3がそれぞれ小さな定数ｋよりも小さい
かどうかを判断する。結果がイエスであれば、３個の浮
上用磁石１５ａ〜１５ｃに供給される電流ｉがほぼ０で
あり、これらの浮上用磁石１５ａ〜１５ｃについては搬
送台車１２（の四分の三に相当する部分）が実質的に永
久磁石１３の磁力のみによって支持されると判断する。
しかし、残りの浮上用磁石１５については、これが浮上
用磁石１５ａ〜１５ｃとともに同一平面上に位置しなけ
ればならない関係上、電流ｉが必ずしもほぼ０となると
は限らない。
び電流制御のフローチャートである。ステップ８１にお
いて、３個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｃの電流の平均値
ｉM1、ｉM2、ｉM3がそれぞれ小さな定数ｋよりも小さい
かどうかを判断する。結果がイエスであれば、３個の浮
上用磁石１５ａ〜１５ｃに供給される電流ｉがほぼ０で
あり、これらの浮上用磁石１５ａ〜１５ｃについては搬
送台車１２（の四分の三に相当する部分）が実質的に永
久磁石１３の磁力のみによって支持されると判断する。
しかし、残りの浮上用磁石１５については、これが浮上
用磁石１５ａ〜１５ｃとともに同一平面上に位置しなけ
ればならない関係上、電流ｉが必ずしもほぼ０となると
は限らない。
【００３０】ステップ８１の結果がノーの場合にはステ
ップ８２に進み、４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄにそ
れぞれ計算した電流ｉを供給する。ステップ８１の結果
がイエスの場合にはステップ８３に進み、この浮上用磁
石１５ｄに供給されている電流ｉに基づいて浮上用磁石
１５ｄの移動量ΔＬを計算する。移動量ΔＬはこの電流
ｉと移動量ΔＬとの関係として予め定められており、そ
の関係から計算する。
ップ８２に進み、４個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｄにそ
れぞれ計算した電流ｉを供給する。ステップ８１の結果
がイエスの場合にはステップ８３に進み、この浮上用磁
石１５ｄに供給されている電流ｉに基づいて浮上用磁石
１５ｄの移動量ΔＬを計算する。移動量ΔＬはこの電流
ｉと移動量ΔＬとの関係として予め定められており、そ
の関係から計算する。
【００３１】図１３はこの電流ｉと移動量ΔＬとの関係
の一例を示す図であり、浮上用磁石１５ｄに供給されて
いる電流ｉが分かれば移動量ΔＬを計算することができ
る。図１３においては、電流ｉと移動量ΔＬとの間に
は、ΔＬ＝Ｐ1 ｉ3 ＋Ｐ2 ｉ2＋Ｐ3 ｉの関係がある。
Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 は実験的に定められる定数である。
の一例を示す図であり、浮上用磁石１５ｄに供給されて
いる電流ｉが分かれば移動量ΔＬを計算することができ
る。図１３においては、電流ｉと移動量ΔＬとの間に
は、ΔＬ＝Ｐ1 ｉ3 ＋Ｐ2 ｉ2＋Ｐ3 ｉの関係がある。
Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 は実験的に定められる定数である。
【００３２】こうして計算された移動量ΔＬは、図１及
び図１１の駆動回路７３を介してピエゾアラチュエータ
７０ｐに出力され、浮上用磁石１５ｄを移動させる。そ
れからステップ８４に進み、この移動可能な浮上用磁石
１５ｄに供給すべき電流ｉをつにする。それからステッ
プ８５に進み、残りの３個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｃ
にそれぞれ計算した電流ｉを供給する。なお、これらの
電流もほぼ０であることは上記した通りである。
び図１１の駆動回路７３を介してピエゾアラチュエータ
７０ｐに出力され、浮上用磁石１５ｄを移動させる。そ
れからステップ８４に進み、この移動可能な浮上用磁石
１５ｄに供給すべき電流ｉをつにする。それからステッ
プ８５に進み、残りの３個の浮上用磁石１５ａ〜１５ｃ
にそれぞれ計算した電流ｉを供給する。なお、これらの
電流もほぼ０であることは上記した通りである。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に依れば、
浮上用磁石に供給する電流を最小にしてバッテリの消耗
を防止することができる。
浮上用磁石に供給する電流を最小にしてバッテリの消耗
を防止することができる。
【図１】図３の移動可能な浮上用磁石及び駆動手段を示
す図である。
す図である。
【図２】図１の位置検出手段の他の例を示す略図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例の磁気浮上搬送装置を示す略斜
視図である。
視図である。
【図４】図３の浮上用磁石を通る断面図である。
【図５】浮上用磁石の構成を示す斜視図である。
【図６】図５の浮上用磁石に逆方向に電流を流すところ
を示す図５と同様の斜視図である。
を示す図５と同様の斜視図である。
【図７】浮上用磁石の電流制御手段を示すブロック図で
ある。
ある。
【図８】浮上用磁石とレールとの間のギャップを示す図
である。
である。
【図９】浮上用磁石に流す電流を示す図である。
【図１０】重い搬送台車の場合に浮上用磁石に流す電流
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】駆動手段の制御手段を示すブロック図であ
る。
る。
【図１２】移動及び電流制御を示すフローチャートであ
る。
る。
【図１３】移動可能な浮上用磁石の移動量と電流との関
係を示す図である。
係を示す図である。
１１ａ、１１ｂ…レール １２…搬送台車 １５ａ〜１５ｄ…浮上用磁石 １６ａ〜１６ｄ…ギャップセンサ ７０ｄ…取りつけ手段 ７０ｐ…ピエゾアクチュエータ ７１…制御装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−199614（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−262802（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−126110（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−88807（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 13/06
Claims (9)
- 【請求項１】 レール（１１ａ、１１ｂ）に沿って走行
可能な搬送台車（１２）と、各々が永久磁石（１３）と
電磁石（１４）との組み合わせからなり、該搬送台車を
該レールに対して磁気的に浮上させるために該搬送台車
に設けられた複数の浮上用磁石（１５ａ〜１５ｄ）と、
該複数の浮上用磁石のうちの少なくとも一つの浮上用磁
石（１５ｄ）と該レールとの間のギャップが調節可能な
ように該少なくとも一つの浮上用磁石を該搬送台車に移
動可能に取りつけるための取りつけ手段（７０ｄ）と、
該少なくとも一つの浮上用磁石と該レールとの間のギャ
ップを調節するための駆動手段（７０ｐ）と、該浮上用
磁石の各々の上又はその近傍に配置され、該レールと該
浮上用磁石との間のギャップを検出するギャップ検出手
段（１６ａ〜１６ｄ）と、該ギャップ検出手段の出力に
基づいて該浮上用磁石に供給する電流を計算するための
電流計算手段（７５）と、該浮上用磁石に供給される電
流に基づいて該駆動手段を制御する制御手段（７８）と
を備えたことを特徴とする磁気浮上搬送装置。 - 【請求項２】 該浮上用磁石（１５ａ〜１５ｄ）の電磁
石を駆動する電池（１９）が該搬送台車に設けられるこ
とを特徴とする請求項１に記載の磁気浮上搬送装置。 - 【請求項３】 該浮上用磁石の各々の該永久磁石（１
３）及び電磁石（１４）が、該永久磁石が中央にあって
２個の該電磁石が該永久磁石の両側に立ったＵ字形に配
置されることを特徴とする請求項２に記載の磁気浮上搬
送装置。 - 【請求項４】 ４個の浮上用磁石（１５ａ〜１５ｄ）が
四角形を形成するように配置されることを特徴とする請
求項１に記載の磁気浮上搬送装置。 - 【請求項５】 該浮上用磁石の電磁石（１４）のコイル
には、該レールと該浮上用磁石との間のギャップに応じ
て一方向又は他方向に電流が供給されることを特徴とす
る請求項１に記載の磁気浮上搬送装置。 - 【請求項６】 該電流計算手段は、該浮上用磁石に供給
される電流をフィードバック入力として受入れ、該搬送
台車が実質的に該浮上用磁石の永久磁石の磁力のみによ
って支持されるような該レールと該浮上用磁石との間の
ギャップとなるように該浮上用磁石に供給される電流を
制御することを特徴とする請求項５に記載の磁気浮上搬
送装置。 - 【請求項７】 該少なくとも一つの浮上用磁石の駆動手
段の制御手段は、残りの浮上用磁石に供給される電流が
所定の微小な値以下になったときに該少なくとも一つの
浮上用磁石に供給されている電流に基づいた値だけ該少
なくとも一つの浮上用磁石を移動させ、且つ該少なくと
も一つの浮上用磁石に供給されている電流を実質的に０
にする信号を発生することを特徴とする請求項６に記載
の磁気浮上搬送装置。 - 【請求項８】 該少なくとも一つの浮上用磁石の駆動手
段の制御手段は、該少なくとも一つの浮上用磁石をΔＬ
だけ移動させ、ここで、ｉは該少なくとも一つの浮上用
磁石に供給されている電流、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 は定数で
あるとするとき、ΔＬ＝Ｐ1 ｉ3 ＋Ｐ2 ｉ2 ＋Ｐ3 ｉの
関係があることを特徴とする請求項７に記載の磁気浮上
搬送装置。 - 【請求項９】 該少なくとも一つの浮上用磁石の駆動手
段は、ピエゾアクチュエータからなることを特徴とする
請求項１に記載の磁気浮上搬送装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29203593A JP3209844B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 磁気浮上搬送装置 |
| US08/183,316 US5360470A (en) | 1992-07-06 | 1994-01-19 | Magnetic levitating transporting apparatus with a movable magnetic unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29203593A JP3209844B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 磁気浮上搬送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07147707A JPH07147707A (ja) | 1995-06-06 |
| JP3209844B2 true JP3209844B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=17776690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29203593A Expired - Fee Related JP3209844B2 (ja) | 1992-07-06 | 1993-11-22 | 磁気浮上搬送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3209844B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2372535C2 (ru) | 2002-07-10 | 2009-11-10 | Турбокор Инк. | Устройство увеличения допустимой осевой нагрузки в подшипниковой системе ротора |
| JP2008546965A (ja) * | 2005-08-23 | 2008-12-25 | コリア インスティチュート オブ マシナリー アンド マテリアルズ | 磁気予圧及び運動誤差補正機能を有する定圧ベアリング移送装置 |
| WO2010058454A1 (ja) * | 2008-11-19 | 2010-05-27 | 三菱重工業株式会社 | 磁気式の車両交通システム |
| KR101721205B1 (ko) * | 2013-12-11 | 2017-03-29 | 한국기계연구원 | 보조 갭 센서를 갖는 자기부상 시스템 |
| CN114590133A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-06-07 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 磁悬浮列车的间隙调整系统 |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP29203593A patent/JP3209844B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07147707A (ja) | 1995-06-06 |
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