JP4587870B2 - 磁石ユニット、エレベータ案内装置、及び秤量装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータ案内装置等に好適な磁石ユニットの改良に関する。

エレベータでは、昇降路内の上下方向に一対のガイドレール（ガイド部材）が敷設され、主ロープに吊り下げられた乗りかごがそのガイドレールに案内されて昇降移動する。

乗りかごをガイドレールに沿って案内させるために、かご枠には、案内装置が設けられる。

案内装置には、ローラタイプとガイドシュータイプとがあるが、どちらもレールに直接接触しながら案内するため、ガイドレールの歪みや継ぎ目による振動や雑音が発生し、それが車輪等を通じてかご室内に伝えるという問題がある。

そこで、案内装置に磁石ユニットを採用し、磁石の吸引力を、対向配置された鉄製のガイドレールとの間で作用させ、ギャップセンサの検出信号に基づき、非接触で乗りかごを案内させるエレベータ案内装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

図９は、そのエレベータ案内装置の要部斜視図、図１０は図９に示した磁石ユニットの磁気回路を示した平面図である。

図９及び図１０に示したようにＥ字形状の磁石ユニット１は、中央鉄心１１と、中央鉄心１１の両側に連結され同極同士が対向する永久磁石１２ａ，１２ｂと、この永久磁石１２ａ，１２ｂに連結され同極同士が対向する電磁石１３ａ，１３ｂとで構成される。

また、図９に示したように、ギャップセンサからなる複数個のセンサ２が設けられ、センサ２は、ｘ−ｙ（水平）方向における磁石ユニット１の磁極とガイドレール３との間の空隙における磁気回路（磁路）の状態、すなわち磁気回路中の物理量を検出する。

そこでエレベータ案内装置は、センサ２の検出信号に基づく、電磁石１３ａ，１３ｂの励磁電流制御により、電磁石１３ａ，１３ｂとガイドレール３との間の吸引力を調整制御するので、エレベータ案内装置が設置された不図示の乗りかごは、ガイドレール３との間に非接触状態を確保して昇降路内を移動できる。

なお、上記構成の磁石ユニットを採用したエレベータ案内装置では、永久磁石１２ａ，１２ｂを有するので、ガイドレール３に対する乗りかごが正常位置にあって、定常的に安定している場合には、コイル１３ａａ，１３ｂａへの励磁電流を零に収束させる、いわゆるゼロパワー制御を行うことができる。従って、定常時における消費電力の抑制が可能であるとともに、永久磁石を設けたことから、ガイドレール３と磁石ユニット１と間の間隔をより広げ、長ストローク、かつ低剛性で案内しながら乗りかごを昇降移動させることができる。

なお、ガイドレール３に沿って乗りかごを案内するエレベータ案内装置は、ガイドレール３に対向するように乗りかごの上下左右の４箇所にセンサ２及び磁石ユニット１が設置され、各センサ２によるガイドレール３と各磁石ユニット１との間の空隙における磁気回路の状態検出信号と、磁石ユニットの励磁電流検出信号とに基づく制御演算により、励磁電流に対するフィードバック制御が行われる。

乗りかごの上下左右の４箇所にセンサ２及び磁石ユニット１を設置した乗りかごでは、図９及び図１０に示したように、磁石ユニット１がガイドレール３に対向する方向（すなわち、一般には、乗りかごを出入口側から見て左右方向）をｘ方向、水平面でｘ方向に直交する方向（すなわち、乗りかごの奥行き方向）をｙ方向、また上下方向をｚ方向とし、各方向を軸とする軸周りの回転方向をξ、θ、ψ方向としたとき、エレベータ案内装置は、ｘ，ｙの各方向の上下に設けられた各センサ２，２からのギャップ長検出信号と、検出された励磁電流値とに基づく演算により４箇所の磁石ユニット１をそれぞれ制御するので、乗りかごは、並進連動（ｘ方向、ｙ方向）と、ローリング（θ方向）、ピッチング（ξ方向）、ヨーイング（ψ方向）の姿勢制御を受けつつ、ガイドレール３に案内されて昇降移動することができる。
特開２００１−１９２８６号公報

図１０に示した磁石ユニット１の磁気回路を示した平面図において、ガイドレール３断面における、図示左右の長辺面を第１ガイド面３ａ、第２ガイド面３ｂ、短辺面を第３ガイド面３ｃとし、また各ガイド面３ａ，３ｂ，３ｃに対向する磁石ユニット１の磁極を第１磁極１ａ、第２磁極１ｂ、第３磁極１ｃとしたとき、永久磁石１２ａ，１２ｂによる磁力線は矢印で示したようになるから、中央の第３磁極１ｃにおける永久磁石１２ａ，１２ｂによる磁力線は重畳され、第３磁極１ｃにおける磁束（あるいは磁束密度）は、第１磁極１ａ並びに第２磁極１ｂにおける磁束（あるいは磁束密度）よりも大となる。

加えて、永久磁石１２ａ，１２ｂによる磁束の漏洩量は、磁極までの磁路が短いほど少なくなるから、磁路がより短い磁極１ｃでの磁束は、磁路がより長い磁極１ａ，１ｂにおける磁束よりも大となる。

その結果、永久磁石１２ａ，１２ｂによる、第３ガイド面３ｃと第３磁極１ｃとの間に発生する吸引力は、第１ガイド面３ａと第１磁極１ａ、及び第２ガイド面３ｂと第２磁極１ｂの間に発生する吸引力よりも著しく大となる。

上記従来の磁石ユニット１は、エレベータ案内装置や非接触で被測定物の重量を測定する秤量装置に使用されるが、エレベータ案内装置に採用したとき、磁石ユニット１は、前後方向（矢印ｙ方向）とそれに直交する左右方向（図示ｘ方向）とでは永久磁石１２ａ，１２ｂによる吸引力が大きく異なるから、乗りかごが平衡した状態での安定性が損なわれるとともに、乗りかごへ加わる外乱に対する反力も、変位方向によって異なったものとなる。

また、従来の磁石ユニット１では、電磁石１３ａ，１３ｂは、第１磁極１ａ及び第２磁極１ｂに対して大きな制御力を有するが、磁極までの磁路が長い第３磁極１ｃに対する制御力は、その間に永久磁石１２ａ，１２ｂが介挿されていることもあってさらに弱まる。

このように、従来の磁石ユニット１は、第３磁極１ｃにおける永久磁石１２ａ，１２ｂによる吸引力は大であるものの、第３磁極１ｃに対する電磁石１３ａ，１３ｂによる制御性は低く、方向（すなわち、ｘ方向とｙ方向）によって吸引力及び制御性に格差が生じる。従って、磁石ユニットを採用したエレベータ案内装置等では、磁石の応答性と制御性が方向によって異なるので、安定性が問題とされた。

もっとも、電磁石１３ａ，１３ｂの第３磁極１ｃに対する制御効率の低下を補い、制御性の均等化を図るためには、電磁石１３ａ，１３ｂに対して瞬時的に大きな励磁電流を流すことも考えられるが、それでは消費電力が大となり、容量の大きな電源が必要となるので改善が要望されていた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、永久磁石の方向差による吸引力の格差縮小を図り、各磁極に対する制御性を高めて、電源容量の低減化が可能な磁石ユニットを提供するとともに、その磁石ユニットを採用して高効率で安定したエレベータ案内装置等を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、対向して同極を形成する第１及び第２磁極と、この対向する第１及び第２磁極との間の中央位置で、前記第１及び第２磁極とは異なる極性を形成する第３磁極とを有し、全体としてＥ字形状に構成された磁石ユニットにおいて、
永久磁石を間に２つの電磁石を連結配置して、前記第１−第３磁極間の磁石、及び前記第２−第３磁極間の磁石を構成し、前記第１ないし第３の各磁極が、空隙を介して、磁性体からなるガイド部材に対向するように配置されるとともに、それにより構成される磁気回路の状態を検出するセンサを具備することを特徴とする。

請求項２に記載の発明のエレベータ案内装置は、対向して同極を形成する第１及び第２磁極と、この対向する第１及び第２磁極との間の中央位置で、前記第１及び第２磁極とは異なる極性を形成する第３磁極とを有し、全体としてＥ字形状に構成されるとともに、永久磁石を間に２つの電磁石を連結配置して、前記第１−第３磁極間の磁石、及び前記第２−第３磁極間の磁石を構成して成る磁石ユニットと、この磁石ユニットの第１ないし第３の各磁極が、磁性体からなるガイド部材と空隙を有して配置され、それにより構成される磁気回路の状態を検出するセンサと、このセンサの出力信号に基づいて、前記磁石ユニットの電磁石に供給される励磁電流を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

請求項４記載の秤量装置は、被測定物を載置するとともに、対向して同極を形成する第１及び第２磁極と、この対向する第１及び第２磁極との間の中央位置で、前記第１及び第２磁極とは異なる極性を形成する第３磁極とを有し、全体としてＥ字形状に構成されると共に、永久磁石を間に２つの電磁石を連結配置して、前記第１−第３磁極間の磁石、及び前記第２−第３磁極間の磁石を構成して成る磁石ユニットを、対応する外側両側面にそれぞれ取り付けた可動体と、この可動体を上下方向に移動可能に支持するとともに、前記磁石ユニットに対応する磁性体からなるガイド部材を設けた台枠と、前記磁石ユニットの磁極と前記ガイド部材との間の空隙における磁気回路の状態を検出するセンサと、このセンサの出力信号に基づいて、前記磁石ユニットの電磁石への励磁電流を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

請求項５に記載の発明の秤量装置は、被測定物を載置するとともに、磁性体からなるガイド部材を、対応する外側両側面にそれぞれ取り付けた可動体と、この可動体を上下方向に移動可能に支持するとともに、前記ガイド部材に対応するように、対向して同極を形成する第１及び第２磁極と、この対向する第１及び第２磁極との間の中央位置で、前記第１及び第２磁極とは異なる極性を形成する第３磁極とを有し、全体としてＥ字形状に構成されると共に、永久磁石を間に２つの電磁石を連結配置して、前記第１−第３磁極間の磁石、及び前記第２−第３磁極間の磁石を構成して成る磁石ユニットを設けた台枠と、前記磁石ユニットの磁極と前記ガイド部材により構成される磁気回路の状態を検出するセンサと、このセンサの出力信号に基づいて、前記磁石ユニットの電磁石への励磁電流を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

請求項１に記載の発明の磁石ユニットによれば、永久磁石を間に２つの電磁石を連結配置して、第１−第３電極間の磁石、及び第２−第３電極間の磁石を構成したので、各永久磁石における磁極までの磁路長差が縮小されるとともに、各磁極における磁束（あるいは磁束密度）の個別制御が可能である。

従って、永久磁石に基づく吸引力の方向差は縮小し、励磁電流による各磁極に対する制御性は向上するので、バランスが得られ、応答性と制御性の安定した磁石ユニットを提供できる。

請求項２に記載の発明のエレベータ案内装置によれば、センサの出力信号に基づいて、上記請求項１に記載の発明の磁石ユニットの励磁電流を制御するので、磁石ユニットとガイドレールとの間に、方向差が小さく、良好な吸引力及び制御性が得られて、乗りかごを安定走行させることができる。

請求項４及び請求項５に記載の発明の秤量装置によれば、センサの出力信号に基づく上記請求項１に記載の発明の磁石ユニットの励磁電流制御により、磁石ユニットとガイド部材との間に、方向差が小さく良好な吸引力及び制御性を得て、被測定物の安定した秤量を効率的に行うことができる。

以下、本発明に係る磁石ユニット、及びその磁石ユニットを用いたエレベータ案内装置並びに秤量装置の一実施例を、図１ないし図８を参照して説明する。なお、図９及び図１０に示した従来の磁石ユニット並びにエレベータ案内装置と同一構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１は、エレベータ案内装置を搭載したエレベータの正面図を示したもので、図１に示したエレベータ案内装置は本発明に係る磁石ユニットの一実施例を採用したものである。

すなわち、図１に示したように、昇降路４内には、鉄製で強磁性体からなり、ガイド部材である一対のガイドレール３，３が上下方向に敷設されていて、ロープ５に吊り下げられた乗りかご６は、そのガイドレール３，３に案内されて昇降移動する。

乗りかご６のかご枠の上下左右の四隅には、それぞれガイドレール３，３に対向して、案内装置であるＥ字形状をなした磁石ユニット７と、その磁石ユニット７の各磁極とガイドレール３，３との間の空隙における磁気回路（磁路）の状態を検出するセンサ２が台座８を介して取り付けられている。台座８は、非磁性材料、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、プラスチック製からなり乗りかご６のかご枠に固定されている。

なお、図１に示したエレベータにおいて、図示左右方向、すなわち乗りかご６の左右方向をｘ方向、図示法線方向、すなわち乗りかご６の前後方向をｙ方向、また上下方向をｚ方向とし、各方向を軸とする軸周りの回転方向をξ、θ、ψ方向とする。

また、センサ２は、Ｅ字形状の磁石ユニット７の各磁極とガイドレール３，３との間の間隔（距離）の長さを検出するギャップセンサで構成されている。

図２は図１の要部拡大斜視図で、図３は、図２に示した磁石ユニット７を反対側から見た斜視図である。

図４は、図３に示した磁石ユニット７の磁気回路の平面図を、対向するガイドレール３とともに示したものである。

ここで、図２及び図４に示したように、Ｅ字形状の磁石ユニット７との対向面に関して、ガイドレール３のｙ方向に垂直な面を第１ガイド面３ａ及び第２ガイド面３ｂ、ｘ方向に垂直な面を第３ガイド面３ｃとそれぞれ定義する。

一方、Ｅ字形状の磁石ユニット７については、図３及び図４に示したように、ガイドレール３の第１ガイド面３ａ及び第２ガイド面３ｂに対向するように、第１の電磁石７１ａ及び第２の電磁石７１ｂが対応し、第３ガイド面３ｃに対向するように、第３及び第４の電磁石７３ａ，７３ｂからなる中央電磁石７３が対応して構成されている。各電磁石７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂは、それぞれコイル７１ａａ，７１ｂａ，７３ａａ，７３ｂａが巻装されて励磁電流が供給される。

そして、第１及び第２の電磁石７１ａ，７１ｂは、それぞれ同極同士が対向するように配置された第１の永久磁石７２ａ及び第２の永久磁石７２ｂを介して、中央電磁石７３の第３及び第４の電磁石７３ａ，７３ｂに連結されて構成されている。

ガイドレール３の第１ガイド面３ａ、第２ガイド面３ｂ、第３ガイド面３ｃに対向する第１、第２の電磁石７１ａ，７１ｂ及び中央電磁石７３の端部をそれぞれ第１磁極７ａ，第２磁極７ｂ，第３磁極７ｃとすると、第１の永久磁石７２ａは、第１の電磁石７１ａと第３の電磁石７３ａを連結接続して、第１磁極７ａ−第３磁極７ｃ間の磁石を構成し、第２の永久磁石７２ｂは、第２の電磁石７１ｂと第４の電磁石７３ｂを連結接続して他の磁石を構成する。

すなわち、各永久磁石７２ａ，７２ｂは、両端部にそれぞれ電磁石７１ａ，７３ａ、及び７１ｂ，７３ｂを連結したので、両端部の磁極（７ａ，７ｃ、７ｂ，７ｃ）までの磁路長差は少なく、両磁極に到達するまでの漏洩磁束に大きな差は生じない。

また、上記構成の磁石ユニット７では、ガイドレール３を挟んで対向する第１磁極７ａ及び第２磁極７ｂの磁力線の方向と、第３磁極７ｃの磁力線の方向とは互いにほぼ直交し、第１磁極７ａ及び第２磁極７ｂと第３磁極７ｃと、それぞれガイドレール３の第１ガイド面３ａ、第２ガイド面３ｂ、及び第３ガイド面３ｃとは、空隙（間隔）を有して対向し、各電磁石７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂに対する励磁電流制御によって、ガイドレール３に対する磁石ユニット７の吸引力を調整制御することができる。すなわち、
（１）各電磁石７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂへの励磁電流を、永久磁石７２ａ，７２ｂの磁束を強める方向に供給したとき、
（１−１）ｙ方向については、第１磁極７ａ及び第２磁極７ｂと、ガイドレール３の第１ガイド面３ａ及び第２ガイド面３ｂとの間の吸引力はほぼ同程度に増加するので、合成力として、ｙ方向に関する吸引力の増分は相殺され吸引力はほとんど変化しない。

（１−２）ｘ方向については、第３磁極７ｃとガイドレール３の第３ガイド面３ｃとの間の磁束は大となるから吸引力は増大する。

（２）各電磁石７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂへの励磁電流を、永久磁石７２ａ，７２ｂの磁束を弱める方向に励磁電流を供給したとき、
（２−１）ｙ方向については、第１磁極７ａ及び第２磁極７ｂと、ガイドレール３の第１ガイド面３ａ及び第２ガイド面３ｂとの間の吸引力はほぼ同程度に減少するので、合成力として、ｙ方向に関する吸引力の減少分は相殺され吸引力はほとんど変化しない。

（２−２）ｘ方向については、第３磁極７ｃとガイドレール３の第３ガイド面３ｃとの間の磁束は小となるから吸引力は減少する。

（３）第１及び第３の電磁石７１ａ，７３ａへの励磁電流を、永久磁石７２ａの磁束が大となる方向に供給し、他方の第２及び第４の電磁石７１ｂ，７３ｂへの励磁電流を永久磁石７２ｂの磁束が小となる方向に供給したとき、
（３−１）ｙ方向については、第１磁極７ａ側で磁束が大となり、第２磁極７ｂ側では磁束は小となるため、ガイドレール３の左右方向に吸引力の差が生じ、磁石ユニット７はガイドレール３の第１ガイド面３ａに吸引されて接近する。

（３−２）ｘ方向については、第３磁極７ｃにおける磁束の変化分は相殺され、吸引力はほとんど変化しない。

なお、上記（３）に関し、第１及び第３の電磁石７１ａ，７３ａへの励磁電流を、永久磁石７２ａの磁束が小となる方向に供給し、他方の第２及び第４の電磁石７１ｂ，７３ｂへの励磁電流を永久磁石７２ｂの磁束が大となる方向に供給したとき、ｘ方向については変化ないが、ｙ方向については反対に、磁石ユニット７はガイドレール３の第２ガイド面３ｂに吸引されて接近する。

以上説明のように、上記構成の磁石ユニット７によれば、第１及び第２の電磁石７１ａ，７１ｂ、及び中央電磁石７３を構成した第３及び第４の電磁石７３ａ，７３ｂに対する励磁電流制御により、磁石ユニット７のガイドレール３に対するｘ向及びｙ方向の吸引力を個別に制御することができる。

なお、上記説明において、第１及び第２の永久磁石７２ａ，７２ｂの磁束をともに大あるいは小となるような励磁電流制御は、各電磁石のコイル７１ａａ，７３ａａ及び７１ｂａ，７３ｂａをそれぞれ直列接続することでも可能となる。

以上説明から明らかなように、第１の実施例に係る上記磁石ユニット７をエレベータ案内装置に採用し、図１に示したように、センサ２とともに台座８を介して乗りかご６の上下左右の四隅に据え付け、ガイドレール３，３に対向させたとき、各電磁石に対する励磁電流制御によって、乗りかご６の水平面内における並進方向（ｘ−ｙ方向）と、ｘ，ｙ，ｚ各軸の回転方向（ξ、θ、ψ方向）に対する姿勢制御が可能となり、ガイドレール３，３に対し、乗りかご６に対する非接触で安定した案内制御が可能である。

図５は、上記第１の実施例における磁石ユニット７及びセンサ２に制御器を付加して構成したエレベータ案内装置の回路構成図である。

すなわち、エレベータ案内装置は、磁石ユニット７の電磁石７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂと、磁石ユニット７によりガイドレール３を介して形成される磁気回路（磁路）中の物理量を検出するセンサ（たとえば、ガイドレール３と磁石ユニット７における各磁極との間のｘ方向及びｙ方向の空隙の大きさを検出するギャップセンサ）２と、電流検出器９１と、演算回路９２と、パワーアンプ９３とで構成される。

演算回路９２は、従来と同様に、各電磁石に流れる励磁電流値を検出する電流検出器９１からの検出信号と、センサ２からの信号とを導入して、磁石ユニット７の各電磁石７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂに印加すべき電圧値を演算し、パワーアンプ９３を介して各電磁石７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂに供給するので、本実施例のエレベータ案内装置によれば、ガイドレール３，３との間に水平方向に、方向差のない均等な吸引力及び制御性を得て、乗りかご６の安定した案内制御が可能である。

また、ガイドレール３に対する乗りかご６位置の正常状態においては、乗りかご６の重量変化や不平衡力の大きさ如何にかかわらず、磁石ユニット７の励磁電流を零に収束させ、永久磁石７２ａ，７２ｂの磁気力のみで案内するゼロパワー制御で乗りかご６を安定させることができる。

なお、上記説明において、磁石ユニット７の各磁極端面には、例えばテフロン（登録商標名）、黒鉛、もしくは二硫化モリブデンを含有する材料からなる固体潤滑部材を取り付け、その固体潤滑部材による摺動により、乗りかご６を円滑に昇降移動させることができる。

以上説明のように、本実施例に係る磁石ユニット７によれば、Ｅ字形状の両側部に永久磁石７２ａ，７２ｂを配置し、その永久磁石７２ａ，７２ｂの両側に電磁石７１ａ，７３ａ、７１ｂ，７３ｂを配置したので、各永久磁石７２ａ，７２ｂにおけるそれぞれの各磁極までの距離（磁路長）の差は小さくなり、各磁極における磁束差は減少し、ｘ方向とｙ方向とにおける吸引力の差異が縮小され、良好なバランス状態が得られる。

また、本実施例に係る磁石ユニット７によれば、永久磁石７２ａ，７２ｂとガイドレール３との間に中央電磁石７３を配置し、その中央電磁石７３の効果によりｘ方向の吸引力を容易に制御することが可能となるので、全体として、吸引力のｘ方向及びｙ方向に対する個別の制御性が向上する。

上記説明のエレベータ案内装置に採用した磁石ユニット７は、中央電磁石７３を２つの電磁石７３ａ，７３ｂで構成したが、磁石ユニット７において、永久磁石７２ａ，７２ｂの両側に電磁石が配置されていれば良いので、電磁石数を削減し、１つの共通するコイル巻きで中央電磁石７３を構成することができる。

すなわち、磁石ユニット７の中央電磁石７３を共通する１個の電磁石で構成した第２の実施例に係る磁石ユニット７を、図６に示した平面図を参照して説明する。

すなわち、第２の実施例に係る磁石ユニット７は、第１の実施例を説明した図４に対応して示した図６の磁気回路図に示したように、中央電磁石７３の第３磁極７ｃを形成した突出部に、永久磁石７２ａ，７２ｂの共通磁気回路（磁路）の電磁石７３ｃを設けたものである。

図６に示した磁石ユニット７によっても、第１の実施例と同様に、永久磁石７２ａ，７２ｂにおける両磁極までの磁路長はほぼ等しいので、各軸方向の吸引力差は小さくなるとともに、エレベータ案内装置に採用したとき、センサ２に基づく各電磁石７１ａ，７２ｂ，７３ｃにおける励磁電流制御により、ｘ−ｙ方向の吸引力を個々に制御し、ガイドレール３，３との間で乗りかご６を水平方向に非接触で案内制御させることができる。

上記第１及び第２の実施例に係る磁石ユニット７によれば、ｘ−ｙ方向の吸引力を個々に制御して、ゼロパワー制御により、移動体である乗りかご６の水平方向の案内を非接触で行わせ得るものであるから、被測定物の重量測定を行うように構成された既知の秤量装置にもこの磁石ユニット７を採用することができる。

本発明の磁石ユニット７を採用した本発明の秤量装置の一実施例を図７及び図８を参照して説明する。

図７は、本発明による秤量装置の一実施例を示した構成図で、図８は、図７に示した台枠のＡ−Ａ線から矢印方向を見た断面図である。

すなわち、秤量装置１０の主要構成は、すでに知られているように、台枠１０１の上面内側に浮上磁石ユニット１０２が下向きに設置されていて、台枠１０１には可動体１０３が内包されている。可動体１０３の上面外側の浮上磁石ユニット１０２との対向位置に、鉄等の強磁性体からなる浮上ガイド１０３ａが設置されている。

可動体１０３は、台枠１０１内の天井壁面に取り付けられた浮上磁石ユニット１０２に吸引され、台枠１０１内で浮上することができる。

また、台枠１０１の上面内側には、浮上磁石ユニット１０２と浮上ガイド１０３ａ
との間の空隙の大きさを検出する浮上ギャップセンサ１０２ａ，１０２ａが設置されている。

台枠１０１の側面上方及び下方の各内側には、それぞれ対をなしたＥ字状形の磁石ユニット７，７が可動体１０３に設けられた強磁性体からなるガイドレール３，３を両側から挟み込むように構成されているとともに、第１及び第２の実施例で説明のエレベータ案内装置と同様に、台枠１０１には磁石ユニットの磁極とガイドレール３，３との間の空隙における磁気回路の状態、すなわち物理量を検出するセンサ２，２が設けられている。

浮上ギャップセンサ１０２ａ，１０２ａ及び各センサ２，２で検出された信号は制御演算器１０５に供給されるとともに、制御演算器１０５は、従来と同様に、浮上磁石ユニット１０２及び各磁石ユニット７，７の電磁石を駆動制御する。

すなわち、可動体１０３内に被測定物１０４が載置されると、可動体１０３には荷重が加わるが、制御演算器１０５は、可動体１０３を安定に浮上させたときの浮上磁石ユニット１０２と、浮上ガイド１０３ａとの間に発生する吸引力と空隙の大きさに基づいて、被測定物１０４の重量を演算により算出する。

図７において、図示左右方向をｘ方向、紙面法線方向をｙ方向、上下方向をｚ方向とし、それぞれの方向を軸とする回転方向をξ、θ、ψ方向としたとき、可動体１０３のｚ方向の並進移動制御は、浮上磁石ユニット１０２が担い、それ以外の運動軸であるｘ，ｙ方向の並進運動、及びξ、θ、ψ方向の回転運動制御は、磁石ユニット７，７が担うように構成されている。

すなわち、前後左右方向（ｘ−ｙ方向）は、第１及び第２の実施例で説明のエレベータ案内装置と同様な動作原理で、乗りかご６に対応する可動体１０３を水平方向に非接触で支持することができる。

このように、ガイド部材であるガイドレール３，３を可動体１０３に設置し、磁石ユニット７，７及びセンサ２，２を台枠１０１に設置し、可動体１０３を非接触で支持昇降したとき、可動体１０３側に電力供給用の構成部品を必要としないので、可動体１０３の構成の簡略化が可能である。

なお、図７及び図８に示した上記秤量装置では、磁石ユニット７及びセンサ２を台枠１０１側に設けたので、可動体１０３側に電力供給用の構成部品を必要とするが、磁石ユニット７及びセンサ２を可動体１０３側に設け、台枠１０１側にガイドレール３を設けても良い。

いずれにしても、本実施例の磁石ユニット７を採用した秤量装置によれば、各軸方向の制御性が向上するとともに、バランスの良い安定した秤量装置を提供できる。

本発明による磁石ユニットの第１の実施例を用いたエレベータ案内装置を搭載し、乗りかごが昇降移動するエレベータの構成図である。 図１に示したエレベータ案内装置の要部拡大斜視図である。 図２に示した磁石ユニットを反対側から見た斜視図である。 図２に示した磁石ユニットの磁気回路を示した平面図である。 図１に示したエレベータ案内装置の回路構成図である。 本発明による磁石ユニットの第２の実施例の磁気回路を示した平面図である。 本発明による磁石ユニットを用いた秤量装置を示す構成図である。 図７に示した台枠のＡ−Ａ矢視断面図である。 従来の磁石ユニットを示した斜視図である。 図９に示した磁石ユニットの磁気回路を示した平面図である。

符号の説明

１ 磁石ユニット
１１ 中央鉄心
１２ａ，１２ｂ 永久磁石
１３ａ，１３ｂ 電磁石
２ センサ（ギャップセンサ）
３ ガイドレール（ガイド部材）
４ 昇降路
５ 主ロープ
６ 乗りかご
７ 磁石ユニット
７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ 電磁石
７２ａ，７２ｂ 永久磁石
７３ 中央電磁石
９ 制御器（制御手段）
９１ 電流検出器
９２ 演算回路
９３ パワーアンプ
１０ 秤量装置
１０１ 台枠
１０２ 浮上磁石ユニット
１０２ａ 浮上ギャップセンサ
１０３ 可動体
１０３ａ 浮上ガイド
１０４ 被測定物
１０５ 制御演算部（制御手段）

Claims (6)

1. 対向して同極を形成する第１及び第２磁極と、この対向する第１及び第２磁極との間の中央位置で、前記第１及び第２磁極とは異なる極性を形成する第３磁極とを有し、全体としてＥ字形状に構成された磁石ユニットにおいて、
   永久磁石を間に２つの電磁石を連結配置して、前記第１−第３磁極間の磁石、及び前記第２−第３磁極間の磁石を構成し、
   前記第１ないし第３の各磁極が、空隙を介して、磁性体からなるガイド部材に対向するように配置されるとともに、それにより構成される磁気回路の状態を検出するセンサを具備することを特徴とする磁石ユニット。
2. 対向して同極を形成する第１及び第２磁極と、この対向する第１及び第２磁極との間の中央位置で、前記第１及び第２磁極とは異なる極性を形成する第３磁極とを有し、全体としてＥ字形状に構成されるとともに、永久磁石を間に２つの電磁石を連結配置して、前記第１−第３磁極間の磁石、及び前記第２−第３磁極間の磁石を構成して成る磁石ユニットと、
   この磁石ユニットの第１ないし第３の各磁極が、磁性体からなるガイド部材と空隙を有して配置され、それにより構成される磁気回路の状態を検出するセンサと、
   このセンサの出力信号に基づいて、前記磁石ユニットの電磁石に供給される励磁電流を制御する制御手段と
   を具備することを特徴とするエレベータ案内装置。
3. 前記制御手段は、前記センサからの出力信号に基づいて、前記電磁石の励磁電流がゼロになる状態で前記磁気回路が安定するように制御することを特徴とする請求項２に記載のエレベータ案内装置。
4. 被測定物を載置するとともに、対向して同極を形成する第１及び第２磁極と、この対向する第１及び第２磁極との間の中央位置で、前記第１及び第２磁極とは異なる極性を形成する第３磁極とを有し、全体としてＥ字形状に構成されると共に、永久磁石を間に２つの電磁石を連結配置して、前記第１−第３磁極間の磁石、及び前記第２−第３磁極間の磁石を構成して成る磁石ユニットを、対応する外側両側面にそれぞれ取り付けた可動体と、
   この可動体を上下方向に移動可能に支持するとともに、前記磁石ユニットに対応する磁性体からなるガイド部材を設けた台枠と、
   前記磁石ユニットの磁極と前記ガイド部材との間の空隙における磁気回路の状態を検出するセンサと、
   このセンサの出力信号に基づいて、前記磁石ユニットの電磁石への励磁電流を制御する制御手段とを具備することを特徴とする秤量装置。
5. 被測定物を載置するとともに、磁性体からなるガイド部材を、対応する外側両側面にそれぞれ取り付けた可動体と、
   この可動体を上下方向に移動可能に支持するとともに、前記ガイド部材に対応するように、対向して同極を形成する第１及び第２磁極と、この対向する第１及び第２磁極との間の中央位置で、前記第１及び第２磁極とは異なる極性を形成する第３磁極とを有し、全体としてＥ字形状に構成されると共に、永久磁石を間に２つの電磁石を連結配置して、前記第１−第３磁極間の磁石、及び前記第２−第３磁極間の磁石を構成して成る磁石ユニットを設けた台枠と、
   前記磁石ユニットの磁極と前記ガイド部材により構成される磁気回路の状態を検出するセンサと、
   このセンサの出力信号に基づいて、前記磁石ユニットの電磁石への励磁電流を制御する制御手段とを具備することを特徴とする秤量装置。
6. 前記制御手段は、前記センサからの出力信号に基づいて、前記電磁石の励磁電流がゼロになる状態で前記磁気回路が安定するように制御することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の秤量装置。

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