JP3383363B2 - 磁気浮上搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は高温超伝導体を用いた
磁気浮上搬送装置に関するもので、特に、高温超伝導体
の駆動機構に係わるものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の磁気浮上搬送装置は図２に示され
ており、同図において、真空容器１と断熱真空容器２と
は隔壁３で仕切られ、更に、その隔壁３を貫くように中
空の冷却容器４が隔壁３に取り付けられ、その中空の冷
却容器４が真空容器１と断熱真空容器２とに亘って水平
に配置されている。そして、冷却容器４の室温部４ａは
断熱真空容器２内に内蔵され、一方、冷却容器４の低温
部４ｂは真空容器１内で真空断熱されている。冷却容器
４内には熱伝導の良いガスが封入されていると共に、冷
却装置５に接続され、冷媒が循環流通する冷却パイプ６
が内蔵されている。また、冷却容器４内のキャリア７に
は２つの高温超伝導体８ａ、８ｂが間隔をおいて取り付
けられている。キャリア７は、断熱真空容器２外の駆動
モータ９に連結された駆動プーリ１０と、冷却容器４の
低温部４ｂ内に配設された従動プーリ１１との間に架け
渡されたベルト１２に取り付けられ、一対の平行にレー
ル１３上を走行する。冷却容器４上方の真空容器１内に
は冷却容器４と平行に移動自在な移動子１４が水平に配
設され、その移動子１４の一端部は搬送物（図示せず）
を載せる部分になっているが、他端部にはカウンターウ
エイト１５が取付られ、移動子１４のバランスがとられ
ている。また、移動子１４には、キヤリア７に取付られ
た高温超伝導体８ａ、８ｂと同じ間隔で２つの搬送用永
久磁石１６ａ、１６ｂが取付られている。２つの搬送用
永久磁石１６ａ、１６ｂは昇降機構１７ａ、１７ｂによ
って上下移動できるようになっている。更に、真空容器
１内には、冷却容器４の低温部４ｂおよび移動子１４を
囲むように熱シールド１８が配設されている。 【０００３】このような磁気浮上搬送装置においては、
まず、真空容器１内を真空にし、２つの搬送用永久磁石
１６ａ、１６ｂと２つの高温超伝導体８ａ、８ｂとを対
向させると共に、昇降機構１７ａ、１７ｂにより、２つ
の搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂを上下移動させ、移動
子１４を冷却容器４と非接触となる所定の高さに保持
し、２つの搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂの磁束が２つ
の高温超伝導体８ａ、８ｂに及ぶようにする。このよう
な状態下で、冷却装置５に接続された冷却パイプ６に冷
媒を循環流通させて、冷却容器４内の封入ガスを冷却
し、高温超伝導体８ａ、８ｂを超伝導臨界温度以下にな
るまで冷却する。 【０００４】次に、昇降機構１７ａ、１７ｂにより、２
つの搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂを下降させて行く
と、高温超伝導体８ａ、８ｂが搬送用永久磁石１６ａ、
１６ｂに及ぼす浮上力と、搬送用永久磁石１６ａ、１６
ｂやカウンターウエイト１５を取付けた移動子１４の荷
重とが釣合い、高温超伝導体８ａ、８ｂのピン止め効果
と反磁性効果により搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂが所
定の高さで浮上し、冷却容器４と非接触の状態になる。 【０００５】その後、ベルト１２を駆動モータ９により
駆動させ、キャリア７を水平に移動させると、キャリア
７に取付けられた２つの高温超伝導体８ａ、８ｂも水平
に移動する。２つの高温超伝導体８ａ、８ｂの水平移動
により、搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂと共に、移動子
１４が水平移動し、移動子１４の一端部において搬送物
（図示せず）の授受が行われ、搬送物が搬送されるよう
になる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】従来の磁気浮上搬送装
置は、上記のようにキャリア７は断熱真空容器２外の駆
動モータ９に連結された駆動プーリ１０と、冷却容器４
の低温部４ｂ内に配設された従動プーリ１１との間に架
け渡されたベルト１２に取り付けられ、一対の平行にレ
ール１３上を走行するようになっている。この場合、駆
動モータ９の駆動時に、駆動プーリ１０とベルト１２の
間にすべりが生じ、テンション調整機構１９によりベル
ト１２を調節しても、駆動モータ９の回転が正しくベル
ト１２に伝わらず、キャリア７および移動子１４の位置
制御が正確に行なわれないという問題が生じた。 【０００７】また、高温超伝導体８ａ、８ｂの冷却時に
は、冷却容器４の室温部４ａ内のテンション調整機構１
９とキャリア位置決め金具２０および温度計付きじゃま
板２１等の構造物を伝って冷却容器４の室温部４ａより
冷却容器４の低温部４ｂに進入する熱により、高温超伝
導体８ａの冷却に時間がかかり、装置の運転中は、高温
超伝導体８ａの温度が超伝導臨界温度近くのため、移動
子１４が安定に浮上しない問題が生じた。 【０００８】この発明の目的は、従来の問題を解決し
て、移動子の浮上搬送および位置決め性能を向上させ、
かつ、高温超伝導体を超伝導臨界温度以下まで冷却する
ときの冷却効率が良く、また、装置運転中、高温超伝導
体の温度を超伝導臨界温度よりも十分低く保つことが可
能な磁気浮上搬送装置を提供するものである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の磁気浮上搬送装置は、冷却装置からの冷
媒により内部が冷却される中空の冷却容器と、この冷却
容器の冷却部を内蔵した真空容器と、この真空容器外に
間隔をおいて配設された移動自在な複数の外部永久磁石
と、この外部永久磁石を自由に移動させる外部駆動機構
と、上記冷却容器上方の真空容器内に配設された移動自
在な移動子と、上記駆動用永久磁石の磁極と対面するこ
となく間隔をおいて上記移動子に取付けられた複数の搬
送用永久磁石と、上記冷却容器内に配設された移動自在
なキャリアと、このキャリアに上記外部永久磁石と同じ
間隔で取付けられた複数の高温超伝導体と、上記キャリ
アに上記外部永久磁石と同じ間隔で取付けられた複数の
駆動用永久磁石と、上記搬送用永久磁石を自由に上下動
させることの可能な昇降機構とを備えたものである。 【００１０】 【作用】この発明においては、外部駆動機構を真空容器
外の大気中に配設し、冷却容器内のキャリアへの駆動力
の伝達を、キャリアに配設された複数の駆動用永久磁石
と、この駆動用永久磁石と同じ間隔で外部駆動機構に配
設された外部永久磁石との磁気作用によって行うので、
移動子の位置制御を室温で行うことができると共に、移
動子の位置決め性能を向上させることが可能になる。ま
た、冷却容器は真空容器内に内蔵されているので、構造
物を伝って冷却容器の冷却部に侵入する熱を低減するこ
とができ、高温超伝導体を効率よく冷却することが可能
である。 【００１１】 【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。この発明の実施例の磁気浮上搬送装
置は図１に示されている。この図において、真空容器１
と断熱真空容器２とは隔壁３で仕切られ、中空の冷却容
器４全体が真空容器１内に水平に配置されている。そし
て、冷却容器４全体は真空容器１内で真空断熱されてい
る。冷却容器４内には熱伝導の良いガスが封入されてい
ると共に、冷却装置５に接続され、冷媒が循環流通する
冷却パイプ６が内蔵されている。また、中空の冷却容器
４内には一対の平行なレール１３上を走行する移動自在
なキャリア７が配設され、そのキャリア７には、高温超
伝導体８ａ、８ｂおよび駆動用永久磁石２２ａ、２２ｂ
が間隔をおいて取り付けられている。中空の冷却容器４
上方の真空容器１内には冷却容器４と平行に移動自在な
移動子１４が水平に配設され、その移動子１４の一端部
は搬送物（図示せず）を載せる部分になっているが、他
端部にはカウンターウエイト１５が取り付けられ、移動
子１４のバランスがとられている。また、移動子１４に
は、キヤリア７に取り付けられた高温超伝導体８ａ、８
ｂと同じ間隔で２つの搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂが
取り付けられている。真空容器１外には２つの外部永久
磁石２３ａ、２３ｂが駆動用永久磁石２２ａ、２２ｂと
同じ間隔で配設され、外部駆動機構２４によって２つの
外部永久磁石２３ａ、２３ｂが水平移動できるようにな
っている。２つの搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂは昇降
機構１７ａ、１７ｂによって上下移動できるようになっ
ている。更に、真空容器１内には、冷却容器４および移
動子１４を囲むように熱シールド１８が配設されてい
る。 【００１２】このような磁気浮上搬送装置においては、
まず、真空容器１内を真空にし、２つの搬送用永久磁石
１６ａ、１６ｂと２つの高温超伝導体８ａ、８ｂとを対
向させ、かつ、昇降機構１７ａ、１７ｂにより、２つの
搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂを上下移動させ、移動子
１４を冷却容器４と非接触となる所定の高さに保持し、
２つの搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂの磁束が２つの高
温超伝導体８ａ、８ｂに及ぶようにすると共に、外部永
久磁石２３ａ、２３ｂと駆動用永久磁石２２ａ、２２ｂ
とを対向させ、冷却装置５に接続された冷却パイプ６に
冷媒を循環流通させて、冷却容器４内の封入ガスを冷却
し、高温超伝導体８ａ、８ｂを超伝導臨界温度以下にな
るまで冷却する。 【００１３】次に、昇降機構１７ａ、１７ｂにより、２
つの搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂを下降させて行く
と、高温超伝導体８ａ、８ｂが搬送用永久磁石１６ａ、
１６ｂに及ぼす浮上力と、搬送用永久磁石１６ａ、１６
ｂやカウンターウエイト１５を取付けた移動子１４の荷
重とが釣合い、高温超伝導体８ａ、８ｂのピン止め効果
と反磁性効果により搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂが所
定の高さで浮上し、冷却容器４と非接触の状態になる。 【００１４】その後、外部駆動機構２４により、外部永
久磁石２３ａ、２３ｂを水平に移動させると、キャリア
７に取付けられた駆動用永久磁石２２ａ、２２ｂと高温
超伝導体８ａ、８ｂが水平に移動する。２つの高温超伝
導体８ａ、８ｂの水平移動により、搬送用永久磁石１６
ａ、１６ｂと共に、移動子１４が水平移動し、移動子１
４の一端部で搬送物（図示せず）の授受が行われ、搬送
物が搬送されるようになる。 【００１５】ところで、上記実施例においては、高温超
伝導体８ａ、８ｂと搬送用永久磁石１６ａ、１６ｂとに
より移動子１４の浮上を行ない、駆動用永久磁石２２
ａ、２２ｂと外部永久磁石２３ａ、２３ｂにより移動子
１４の搬送を行なっており、外部駆動機構２４を制御す
ることにより、移動子１４の位置制御を室温部より正確
かつ容易に行なえるので、搬送の位置決め精度が向上す
るようになる。 【００１６】なお、上記実施例においては、高温超伝導
体と搬送用永久磁石の数が２個、駆動用永久磁石と外部
永久磁石の数が２個であるが、これらをそれ以上の数に
して、これらの組数を増加してもよい。また、冷却装置
５に冷凍機を用いてもよい。更に、一対の平行なレール
１３の代わりにリニアガイドを用いてもよい。 【００１７】この発明においては、外部駆動機構を真空
容器外の大気中に配設し、冷却容器内のキャリアへの駆
動力の伝達を、キャリアに配設された複数の駆動用永久
磁石と、この駆動用永久磁石と同じ間隔で外部駆動機構
に配設された外部永久磁石との磁気作用によって行うの
で、移動子の位置制御を室温で行うことができると共
に、移動子の位置決め性能を向上させることが可能にな
る。また、冷却容器全体は真空容器内に内蔵されている
ので、構造物を伝って冷却容器の冷却部に侵入する熱を
低減することができ、高温超伝導体を効率よく冷却する
ことが可能である。更に、駆動モータおよびテンション
調整機構が不要であり、断熱容器部のコンパクト化が可
能になる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の実施例の説明図 【図２】従来の磁気浮上搬送装置の説明図 【符号の説明】 １・・・・・・真空容器 ２・・・・・・断熱真空容器 ３・・・・・・隔壁 ４・・・・・・冷却容器 ４ａ・・・・・冷却容器の室温部 ４ｂ・・・・・冷却容器の低温部 ５・・・・・・冷却装置 ６・・・・・・冷却パイプ ７・・・・・・キャリア ８ａ・８ｂ・・・・・高温超伝導体 ９・・・・・・駆動モータ １０・・・・・駆動プーリ １１・・・・・従動プーリ １２・・・・・ベルト １３・・・・・レール １４・・・・・移動子 １５・・・・・カウンターウエイト １６ａ、１６ｂ・・・・搬送用永久磁石 １７ａ、１７ｂ・・・・昇降機構 １８・・・・・熱シールド １９・・・・・テンション調整機構 ２０・・・・・キャリア位置決め金具 ２１・・・・・温度計付きじゃま板 ２２ａ、２２ｂ・・・駆動用永久磁石 ２３ａ、２３ｂ・・・外部永久磁石 ２４・・・・・外部駆動機構

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】冷却装置からの冷媒により内部が冷却され
   る中空の冷却容器と、この冷却容器の冷却部を内蔵した
   真空容器と、この真空容器外に間隔をおいて配設された
   移動自在な複数の外部永久磁石と、この外部永久磁石を
   自由に移動させる外部駆動機構と、上記冷却容器上方の
   真空容器内に配設された移動自在な移動子と、上記外部
   永久磁石の磁極と対面することなく間隔をおいて上記移
   動子に取付けられた複数の搬送用永久磁石と、上記冷却
   容器内に配設された移動自在なキャリアと、このキャリ
   アに上記搬送用永久磁石と同じ間隔で取付けられた複数
   の高温超伝導体と、上記キャリアに上記外部永久磁石と
   同じ間隔で取付けられた複数の駆動用永久磁石と、上記
   搬送用永久磁石を自由に上下動させることの可能な昇降
   機構とを備えた磁気浮上搬送装置。