JP5294164B2 - 磁気ガイド装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエレベータの乗りかごをガイドレールに沿って非接触で走行案内するための磁気ガイド装置に関する。

一般に、エレベータの乗りかごは、昇降路内に垂直方向に設置された一対のガイドレールに支持され、巻上機に巻き掛けられたロープを介して昇降動作する。その際、負荷荷重の不均衡や乗客の移動によって生じる乗りかごの揺動は、ガイドレールによって抑制される。

ここで、エレベータの乗りかごに用いられるガイド装置（案内装置とも呼ばれる）として、ガイドレールに接する車輪とサスペンションとで構成されたローラーガイド、もしくは、ガイドレールに対して摺動して案内するガイドシュー等が用いられる。しかし、このような接触型のガイド装置では、ガイドレールの歪みや継ぎ目などで振動や騒音が発生し、また、ローラーガイドが回転するときに騒音が発生する。このため、エレベータの快適性が損なわれるといった問題があった。

このような問題点を解決するために、従来、例えば特許文献１，２に開示されているように、非接触で乗りかごを案内する方法が提案されている。

特許文献１では、電磁石により構成されたガイド装置（案内装置）を乗りかごに搭載し、鉄製のガイドレールに対して磁気力を作用させて、乗りかごを非接触で案内する方法が提案されている。これは、乗りかごの四隅に配置された電磁石がガイドレールを３方向から囲み、ガイドレールとガイド装置との間の空隙の大きさに応じて電磁石を励磁制御して、乗りかごをガイドレールに対して非接触に案内するものである。

特許文献２では、上記電磁石を用いた構造で問題となる制御性の低下および消費電力の増大等を解決する手段として、永久磁石を用いることが開示されている。このように永久磁石と電磁石を併用することにより、消費電力を抑えつつ、低剛性・長ストロークで乗りかごを支持するガイド装置を実現できる。

このように、磁気力を利用したガイド装置では、通常、電磁石とガイドレールとの間の空隙を検出するためにギャップセンサが設けられている。このギャップセンサにて検出された空隙の大きさに応じて磁気力を制御し、乗りかごをガイドレールに接触しないように支持している。

しかし、一般にガイドレールは所定の長さのレールをつなぎ合わせて設置されている。このため、ある間隔をもってレールに継ぎ目が存在する。このレールの継ぎ目の部分では、レール形状のずれや据え付け精度によって段差があり、その部分をギャップセンサが通過したときに検出信号が瞬間的に大きく乱れる。

また、渦電流式センサのように、検出対象の物理特性を利用するギャップセンサでは、材料特性が不連続になる継ぎ目の部分で検出信号が実際の変位変動以上に大きく乱れることになる。

このように、ギャップセンサの検出信号が乱れると、磁気制御も乱れるため、乗りかごに揺れが生じて、乗り心地に影響が出てしまう問題がある。

従来、このような問題を解決する手段として、例えば特許文献３がある。この特許文献３では、ギャップセンサを複数設けておき、信号変化に応じて各センサ信号を切り替えて使用する手法が提案されている。
特開平５−１７８５６３号公報 特開２００１−１９２８６号公報 特開平ｌｌ−７１０６７号公報

しかしながら、上記特許文献３のように、複数のセンサ信号を切り替えて使用すると、制御用として入力される信号が不連続になり、その結果、磁気力の制御が不安定になるといった問題がある。また、複数のセンサ信号にずれが生じている場合には、切り替え時にそのずれが信号変動として検出され、結果的に制御が乱れるといった問題もある。

なお、センサ信号の変化率に上限を設ける方法や、ローパスフィルタによって各センサ信号の変動を抑制する方法もある。しかし、実際に乗りかごが外乱を受けて大きく振動した場合に、その動きを的確に検出できずに非接触状態を維持できなくなる問題がある。また、センサ信号の位相がずれると、制御系の安定性が損なわれるため、大きな遅れ要素を持つフィルタは用いることはできない。

本発明は上記のような点に鑑みなされたものであり、ガイドレールの形状等によりセンサ信号に乱れが生じても、常に安定した磁気制御を行って移動体を非接触で走行案内することのできる磁気ガイド装置を提供することを目的とする。

本発明の磁気ガイド装置は、強磁性体からなるガイドレールと、このガイドレールに沿って移動する移動体と、この移動体の上記ガイドレールとの対向部に設置され、磁気力の作用により上記移動体を上記ガイドレールに対して非接触にて支持する磁石ユニットと、上記移動体の移動方向に所定の間隔を持って配設され、上記磁石ユニットと上記ガイドレールとの間の空隙を検出する少なくとも２つのギャップセンサと、これらのギャップセンサから出力される検出信号の変化量を判定し、その変化量に基づいて上記各検出信号に対する重み係数を相対的に変化させ、上記重み係数を乗じた上記各検出信号を加算した信号を磁気制御用の信号として出力する信号補正手段と、この信号補正手段から出力された磁気制御用の信号に基づいて、上記磁石ユニットの磁気力を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、ガイドレールの形状等によりセンサ信号に乱れが生じても、常に安定した磁気制御を行って移動体を非接触で走行案内することができる。

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）
図１は本発明の第１の実施形態に係る磁気ガイド装置をエレベータの乗りかごに適用した場合の斜視図である。

図１に示すように、エレベータの昇降路１内には、鉄製で強磁性体からなる一対のガイドレール２が立設されている。乗りかご４は、図示せぬ巻上機に巻き掛けられたロープ３によって吊り下げられている。この乗りかご４は、上記巻上機の回転駆動に伴い、ガイドレール２に沿って昇降動作する。なお、図中の４ａはかごドアであり、乗りかご４が各階に着床したときに開閉動作する。

ここで、乗りかご４のかごドア４ａを正面として見た場合に、そのかごドア４ａの左右方向をｘ軸、前後方向をｙ軸、上下方向をｚ軸とする。

乗りかご４の上下左右の四隅の連結部に、ガイドレール２に対向させて磁気ガイド装置５がそれぞれ取り付けられている。後述するように、この磁気ガイド装置５の磁気力を制御することで、乗りかご４がガイドレール２から浮上して非接触で走行する。

図２は磁気ガイド装置５の構成を示す斜視図である。

磁気ガイド装置５は、磁石ユニット６と、磁石ユニット６とガイドレール２との間の距離を検出するギャップセンサ７ａ〜７ｄと、それらを支持している台座８とで構成されている。なお、磁気ガイド装置５は、図１に示したように乗りかご４の上下左右の四隅の連結部に設けられており、それぞれに同様の構成である。

ギャップセンサ７ａ〜７ｄのうち、センサ７ａと７ｂはＴ字形状のガイドレール２の内側面２ａに向けられており、ガイドレール２の長手方向に所定の間隔を持って配置されている。センサ７ｃと７ｄはＴ字形状のガイドレール２の側面２ｂに向けられており、ガイドレール２の長手方向に所定の間隔をもって配置されている。

図３は磁気ガイド装置５に設けられた磁石ユニット６の構成を示す斜視図である。

磁石ユニット６は、永久磁石９ａ，９ｂと、継鉄１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、コイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとからなる。継鉄１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ガイドレール２を３方向から囲む形で磁極を対向させている。コイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、その継鉄１０ａ，１０ｂ，１０ｃを鉄心として磁極部分の磁束を操作することのできる電磁石を構成する。

このような構成において、ギャップセンサ７等によって検出された磁気回路中の状態量に基づいてコイル１１が励磁される。これにより、ガイドレール２と磁石ユニット６とが磁気力の発生によって離間し、乗りかご４が浮上することになる。

図４は磁気ガイド装置５を制御するための制御装置２１の構成を示すブロック図である。

制御装置２１は、センサ部２２と、演算器２３と、パワーアンプ２４とを備え、乗りかご４の四隅に設置された磁石ユニット６の吸引力を制御する。なお、図４では、便宜的にセンサ部２２を含めて示されているが、実際にはセンサ部２２は磁石ユニット６側に設けられている。

演算器２３は、センサ部２２からの信号に基づいて乗りかご４を非接触案内させるべく各コイル１１に印加する電圧を演算する。パワーアンプ２４は、演算器２３の出力に基づいて各コイル１１に電力を供給する。

ここで、上記センサ部２２は、磁気ガイド装置５の磁石ユニット６とガイドレール２との間の空隙の大きさを検出するギャップセンサ７（７ａ〜７ｄ）と、各コイル１１に流れる電流値を検出する電流検出器２５とで構成されている。

このような構成において、磁石ユニット６とガイドレール２との間に所定のギャップ長を維持させるべく、各コイル１１に励磁する電流を制御する。また、非接触で乗りかご４を支持した状態で、そのときに各コイル１１に流れる電流値を積分器を介してフィードバックする。これにより、定常状態にあるときには、乗りかご４の重量および不平衡力の大きさに関わらず、永久磁石９の吸引力で乗りかご４が安定に支持される、いわゆる「ゼロパワー制御」が行われる。

このゼロパワー制御によって、乗りかご４がガイドレール２に対して非接触で安定に支持される。そして、定常状態では、各コイル１１に流れる電流は零に収束し、安定支持に必要となる力は永久磁石９の磁気力で済むようになる。

これは、乗りかご４の重量やバランスが変化した場合でも同様である。すなわち、乗りかご４に何らかの外力が加えられた場合、磁石ユニット６とガイドレール２との間の空隙を所定の大きさに調整するために、過渡的にコイル１１に電流が流れる。しかし、再度安定状態になった際には、上記制御手法を用いることにより、コイル１１に流れる電流は零に収束する。そして、乗りかご４に加わる荷重と、永久磁石９の磁気力によって発生する吸引力とが釣り合う大きさの空隙が形成される。

なお、磁気支持における磁石ユニットの構成およびゼロパワー制御については、特開２００５−３５０２６７号公報、特開２００１−１９２８６号公報に詳細に示されているため、ここでは詳しい説明を省略する。

（ギャップセンサ）
ここで、ギャップセンサ７は、磁力制御の各方向に対する距離を検出できるように複数設置される。また、このギャップセンサ７は、磁石ユニット６を挟んで乗りかご４の移動方向に沿って所定の間隔を持って設置される。

本実施形態では、図２に示したように、乗りかご４の左右方向の距離を検出するためのギャップセンサ７ａ，７ｂが磁石ユニット６を挟んで上下に設置されている。また、乗りかご４の前後方向の距離を検出するためのギャップセンサ７ｃ，７ｄが磁石ユニット６を挟んで上下に設置されている。これは、乗りかご４の四隅に設置された全ての磁気ガイド装置５について同様である。

次に、乗りかご４に搭載された磁気ガイド装置５がガイドレール２の段差や継ぎ目を通過したときに、その磁気ガイド装置５に設置されたギャップセンサ７がどのように応答するのかを説明する。

なお、以下では、ギャップセンサ７ａ，７ｂを例にして説明するが、他のギャップセンサ７ｃ，７ｄについても同様である。今、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号をＧａ、ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号をＧｂとする。

図５乃至図８は、乗りかご４がガイドレール２に沿って上方に走行している状態を示している。図中の２ｃはガイドレール２の継ぎ目である。図９はギャップセンサ７ａ，７ｂの信号波形を示している。

図５に示すように、ギャップセンサ７ａ，７ｂがガイドレール２の連続部分に対向している場合には、ギャップセンサ７ａ，７ｂから出力される検出信号Ｇａ，Ｇｂは滑らかな応答特性を有する。この状態では、ギャップセンサ７ａ，７ｂによって磁石ユニット６とガイドレール２との間の空隙を正確に検出することができる。

ここで、図６に示すように、乗りかご４がガイドレール２の継ぎ目２ｃに近づくと、まず、ギャップセンサ７ａがガイドレール２の継ぎ目２ｃを通過する。その際、継ぎ目２ｃの部分での材料特性の変化等により、図９のＡ部に示すようにギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａが瞬間的に大きく乱れる。一方、ガイドレール２の継ぎ目２ｃ部分に差し掛かっていないギャップセンサ７ｂは、この時点では滑らかに応答している。

図７に示すように、ギャップセンサ７ｂが継ぎ目２ｃの近傍を通過すると、図９のＢ部に示すように、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂが瞬間的に大きく乱れる。一方、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａは滑らかな状態に戻る。

図８に示すように、ギャップセンサ７ａ，７ｂがガイドレール２の継ぎ目２ｃを通過し終わった後には、ガイドレール２の連続部分が検出対象となる。この状態では、ギャップセンサ７ａ，７ｂは共に滑らかに応答しており、磁石ユニット６とガイドレール２との間の空隙を正確に検出することができる。

このように、ガイドレール２の継ぎ目２ｃで検出信号Ｇａ，Ｇｂが大きく乱れると、実際の乗りかご４の動きとは関係のない変位信号が制御装置２１に与えられるため、磁気制御が不安定となり、乗りかご４を不要に揺らすことになる。

つまり、図９のＡ部，Ｂ部のように検出信号Ｇａ，Ｇｂが乱れると、制御装置２１では、乗りかご４が揺れたと誤認し、その揺れを抑える方向に磁気ガイド装置５を制御してしまい、その結果として乗りかご４を加振してしまうことになる。

（信号補正処理）
上述したような問題を解決するため、例えば２つの検出信号Ｇａと検出信号Ｇｂの平均値を用いて磁気力を制御することが考えられる。しかしながら、このような方法では、検出信号の乱れを小さく抑えられるが、乱れそのものは残ってしまうため、滑らかな制御を行うことはできない。

そこで、本実施形態では、図１０に示すような信号補正演算器３１を用いる。この信号補正演算器３１は、図４に示した演算器２３に含まれる。この信号補正演算器３１は、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号Ｇａと、ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号Ｇｂを入力とし、これらの検出信号Ｇａ，Ｇｂの乱れを補正した信号Ｇｃを生成出力する。

図１０に示すように、この信号補正演算器３１は、微分器３２ａ，３２ｂ、変化量判定器３４、重み係数演算器３５、重み係数乗算器３３ａ，３３ｂ、加算器１０１からなる。

微分器３２ａは、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａを微分する。微分器３２ｂは、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂを微分する。検出信号Ｇａ，Ｇｂを微分すると、それぞれの変化量が分かる。

なお、現実的には正確な微分演算を行う「微分器」を作ることはできない。したがって、通常は、一定周波数以上をカットする「疑似微分器」が用いられる。ここで言う「微分器」とは、この「疑似微分器」のことも含んでいるものとする。

変化量判定器３４は、微分器３２ａ，３２ｂの出力に基づいて検出信号Ｇａ，Ｇｂの変化量を判定する。重み係数演算器３５は、変化量判定器３４の判定結果に基づいて、検出信号Ｇａ，Ｇｂのそれぞれに乗じる重み係数α，βを算出する。

重み係数乗算器３３ａは、重み係数演算器３５によって算出された重み係数αを検出信号Ｇａに乗じる。重み係数乗算器３３ｂは、重み係数演算器３５によって算出された重み係数βを検出信号Ｇｂに乗じる。加算器１０１は、重み係数αが乗じられた検出信号Ｇａと重み係数βが乗じられた検出信号Ｇｂとを加算する。この加算信号は、磁気制御用の信号として用いられる。

このような構成において、信号補正演算器３１は、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂを微分することにより、両者の変化量を求め、これらの検出信号Ｇａ，Ｇｂに重み係数αとβをそれぞれ乗じる。

ここで、重み係数α，βは、０〜１までの値を取る。重み係数演算器３５は、２つの検出信号Ｇａ，Ｇｂの変化量に応じて、重み係数α，βの和が１になるように調整する。この場合、変化量が小さい検出信号に対しては重み係数を大きくし、変化量が大きい検出信号に対しては重み係数を小さくする。

このようにして、検出信号Ｇａ，Ｇｂの変化量に応じて重み係数α，βが決定される。信号補正演算器３１は、この重み係数α，βを検出信号Ｇａ，Ｇｂに乗じた後、これらを加算した信号Ｇｃを生成する。この出力信号Ｇｃは、下記の（１）式のように表される。

Ｇｃ＝（α×Ｇａ）＋（β×Ｇｂ） …（１）
α＋β＝１，０≦α≦１，０≦β≦１
この出力信号Ｇｃは、Ｇａ，Ｇｂのうちの変化量の小さい方の比率を大きくした信号である。したがって、この出力信号Ｇｃを磁気制御用の信号として用いることにより、Ｇａ，Ｇｂのどちらかに乱れが生じていても、常に安定した制御を行うことができる。

また、検出信号Ｇａ，Ｇｂに乗じる重み係数α，βを変化させる場合に、所定の時間をかけて連続的に変化させるものとする。これにより、急激な信号変化を抑えて、滑らかな制御を行うことができる。

なお、重み係数α，βを連続的に変化させる方法として、重み係数演算器３５の指令値もしくは重み係数α，βの変化率に上限値を定めておき、その変化率の範囲内での変化のみを許容する。また、所定の遅れを有するローパスフィルタを用いて重み係数α，βを決定することでも良い。

図１１は信号補正演算器３１によって得られる各信号の応答特性を示す図である。今、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号をＧａ，ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号をＧｂとし、それぞれの微分信号をＧａ′，Ｇｂ′とする。

微分信号Ｇａ′，Ｇｂ′は、それぞれガイドレール２の継ぎ目２ｃの部分で検出信号Ｇａ，Ｇｂが乱れたときに大きく変動する。一方、ガイドレール２の連続部分では大きな変動はない。したがって、図中のＡの部分では、微分信号Ｇａ′の絶対値が微分信号Ｇｂ′に比べて大きくなる。それを変化量判定器３４で検出することにより、比較的変化量の小さな検出信号Ｇｂに対する重み係数βを大きくする。

重み係数αとβはその和を１にして変化させるため、βの値が大きくなった場合には、それに伴いαの値は小さくなる。したがって、微分信号Ｇａ′の値が大きい間は、βが１もしくはそれに近い値となり、αは０もしくはそれに近い値となる。よって、これらの重み係数α，βを検出信号Ｇａ，Ｇｂに乗じて足し合わせた出力信号Ｇｃは、Ｇｂの値、もしくは、それに近い値を示すことになる。

逆に、検出信号Ｇｂの値が大きく乱れるＢの部分では、微分信号Ｇｂ′の絶対値が微分信号Ｇａ′よりも大きくなる。この場合には、重み係数αの値を大きくし、重み係数βの値を小さくすることで、検出信号Ｇａの比率が大きな出力信号Ｇｃが得られる。

このようにして、最終的に乱れの少ない出力信号Ｇｃが生成され、磁気制御用の信号として制御装置２１に与えられる。したがって、ガイドレール２の継ぎ目２ｃの部分で検出信号Ｇａ，Ｇｂが乱れたとしても、乗りかご４を不要に揺らすことなく、常に安定した磁気制御を行って乗りかご４を非接触で走行案内することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態では、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂをそれぞれ２階微分するものである。なお、磁気ガイド装置５の構成等は、上記第１の実施形態と同様である。

図１２は本発明の第２の実施形態に係る信号補正演算器３１の構成を示すブロック図である。上記第１の実施形態における図１０の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。

第２の実施形態において、信号補正演算器３１には、上記微分器３２ａ，３２ｂに代わって２階微分器３６ａ，３６ｂが設けられている。すなわち、上記第１の実施形態では、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂをそれぞれ１階微分することで両者の変化量を検出したが、ここでは、２階微分により変化量の検出を行う。他の構成は上記第１の実施形態と同様である。

図１３にこの信号補正演算器３１の各信号の応答特性を示す。今、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号をＧａ，ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号をＧｂとし、それぞれの２階微分信号をＧａ″，Ｇｂ″とする。

ガイドレール２の継ぎ目２ｃの部分で検出信号Ｇａ，Ｇｂがそれぞれに大きく乱れた場合に、これらの２階微分信号Ｇａ″，Ｇｂ″が大きく変化する。この場合、１階微分よりも２階微分の方が変化量は顕著にあらわれる。これらの２階微分信号Ｇａ″，Ｇｂ″は、検出信号Ｇａ，Ｇｂの変化量を表わす信号として変化量判定器３４に与えられる。

以後は、上記第１の実施形態と同様であり、変化量判定器３４の判定結果に基づいて、変化の小さい方の検出信号の重み係数が大きく調整されて、磁気制御に用いられる最終的な信号Ｇｃが出力される。

このように、２階微分によりセンサ信号の変化量を検出する構成とすることで、単純な変化量の大きさではなく、変化のつながりが良好な方のセンサ信号が優先的に出力されるようになる。したがって、時間的に連続性の高い出力信号Ｇｃを用いて磁石ユニット６の磁気力を滑らかに制御することができる。

なお、微分階数をさらに増やすことも良い。ただし、微分階数を増やすと、その分、演算量が多くなるため、２階微分程度が好ましい。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

第３の実施形態では、所定時間前に得られた微分信号と現時点で得られた微分信号との差分信号を用いて変化量の判定を行う構成としたものである。

図１４は本発明の第３の実施形態に係る信号補正演算器３１の構成を示すブロック図である。上記第１の実施形態における図１０の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。

第３の実施形態において、信号補正演算器３１には、微分器３２ａの出力側にメモリ３７ａと減算器１０２が設けられ、微分器３２ｂの出力側にメモリ３７ｂと減算器１０３が設けられている。

メモリ３７ａは、微分器３２ａによって得られた微分信号を保持する。減算器１０２は、このメモリ３７ａに保持された所定時間前の微分信号と現時点の微分信号との差分を演算し、その結果を変化量判定器３４に出力する。

同様に、メモリ３７ｂは、微分器３２ｂによって得られた微分信号を保持する。減算器１０３は、このメモリ３７ｂに保持された所定時間前の微分信号と現時点の微分信号との差分を演算し、その結果を変化量判定器３４に出力する。

すなわち、第３の実施形態では、微分信号Ｇａ，Ｇｂの変化量を比較する場合に、現時点で１階微分して得られた微分信号と、所定時間前に得られた微分信号との差分結果を比較する。そして、差が小さい方の検出信号に対する重み係数を大きくする。

図１５にこの信号補正演算器３１の各信号の応答特性を示す。現時点の微分信号をＧａ′（ｔ），Ｇｂ′（ｔ）として実線で示す。また、メモリ３７ａ，３７ｂによって、所定時間Δｔだけ遅れた微分信号をＧａ′（ｔ−Δｔ），Ｇｂ′（ｔ−Δｔ）として破線で示す。ΔＧａ′は、Ｇａ′（ｔ）とＧａ′（ｔ−Δｔ）との差分信号である。ΔＧｂ′は、Ｇｂ′（ｔ）とＧｂ′（ｔ−Δｔ）との差分信号である。

このような構成において、減算器１０２によって得られる差分信号ΔＧａ′と、減算器１０３によって得られる差分信号ΔＧｂ′は、それぞれに検出信号Ｇａ，Ｇｂの変化量を表わす信号として変化量判定器３４に与えられる。これらの差分信号ΔＧａ′，ΔＧｂ′は、検出信号Ｇａ，Ｇｂを２階微分した信号と略同じような特性を有する。

以後は、上記第１の実施形態と同様であり、変化量判定器３４の判定結果に基づいて、変化の小さい方の検出信号の重み係数が大きく調整されて、磁気制御に用いられる最終的な信号Ｇｃが出力される。

このように、微分信号の前後の差分信号を用いて変化量の比較判定を行うことでも、上記第１の実施形態と同様に、ガイドレール２の形状等に影響されずに、常に安定した磁気制御を行って乗りかご４を非接触で走行案内することができる。さらに、微分器を１組使うのみで、上記第２の実施形態と同様の応答特性を得ることができるので、微分演算の負荷を軽減できるといった利点がある。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

上述した第１〜第３の実施形態では、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂのそれぞれに重み係数α，βを乗じることにより、出力信号Ｇｃを生成していた。これに対し、第４の実施形態では、ＧａとＧｂの平均値を示す信号（以下、Ｇａｖｅと称す）を第３の検出信号として用い、そのＧａｖｅ信号に重み係数γを乗じて出力信号Ｇｃを生成する。

図１６は本発明の第４の実施形態に係る信号補正演算器３１の構成を示すブロック図である。上記第１の実施形態における図１０の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。また、図１７はこの信号補正演算器３１の各信号の応答特性を示す図である。

図１６に示すように、この信号補正演算器３１には、加算器１０４、１／２演算器３８、微分器３２ｃ、重み係数乗算器３３ｃが設けられている。

加算器１０４は、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂとを加算する。１／２演算器３８は、加算器１０４によって得られるＧａとＧｂの加算値を１／２にしたＧａｖｅ信号を生成する。そのＧａｖｅ信号は、微分器３２ｃと重み係数乗算器３３ｃに与えられる。微分器３２ｃは、Ｇａｖｅ信号を１階微分して変化量判定器３４に出力する。重み係数乗算器３３ｃは、Ｇａｖｅ信号に重み係数γを乗じて加算器１０１に出力する。

このような構成において、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂは、それぞれ微分器３２ａ，３２ｂにて微分された後、変化量判定器３４に与えられる。一方、これらの検出信号Ｇａ，Ｇｂを平均化したＧａｖｅ信号が加算器１０４および１／２演算器３８を通じて生成される。このＧａｖｅ信号は、微分器３２ｃにて微分された後、変化量判定器３４に与えられる。

ここで、変化量判定器３４では、これらの微分信号に基づいて、Ｇａ，Ｇｂ、Ｇａｖｅの３つの信号のうち最も変化量の小さいものを選択する。また、重み係数演算器３５では、α，β，γの総和を１とするように相対的に増減させる。これにより、出力信号Ｇｃを上記３つの信号の値の範囲内で生成することができる。

また、αとβの値は、どちらかが０のときのみ、他方の値が正の値を持つように設定すれば、α＋γ＝１かつβ＝０、もしくは、β＋γ＝１かつα＝０となる。したがって、ＧａからＧｂ、もしくは、ＧｂからＧａの値に出力信号Ｇｃが変化するときに、ＧａとＧｂの中間の値を有するＧａｖｅの値を取る。これにより、ＧａからＧｂ、もしくは、ＧｂからＧａに切り替わるときの段差を小さく抑えることができる。その結果、図１７に示すように、より滑らかな出力信号Ｇｃを得ることができる。

このように、ＧａとＧｂの平均値を示すＧａｖｅ信号を第３の検出信号として用い、それぞれに重み係数を乗じることで、より滑らかな出力信号Ｇｃを得ることができる。これにより、より安定した磁気制御を行って、乗りかご４を非接触で走行案内することができる。

なお、ここでは上記第１の実施形態の構成を例にして説明したが、上記第２および第３の実施形態の構成でも同様に適用可能である。

この場合、上記第２の実施形態では、図１２に示す信号補正演算器３１にＧａｖｅ信号を生成する演算器と、このＧａｖｅ信号を２階微分する微分器を追加し、この微分器の出力信号を変化量判定器３４に与える構成とすれば良い。

また、上記第３の実施形態では、図１４に示す信号補正演算器３１にＧａｖｅ信号を生成する演算器と、このＧａｖｅ信号を１階微分する微分器、その微分信号を保持するメモリ、メモリに保持された所定時間前の微分信号と現時点の微分信号との差分を演算する減算器を追加し、この減算器の出力信号を変化量判定器３４に与える構成とすれば良い。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。

第５の実施形態では、センサ信号の前処理に関するものである。すなわち、上記第１〜４の実施形態では、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂを信号補正演算器３１に直接入力していた。これに対し、第５の実施形態では、上記２つの検出信号Ｇａ，Ｇｂの相対的な差を補正してから信号補正演算器３１に入力する構成としている。

図１８は本発明の第５の実施形態の構成を示すブロック図であり、信号補正演算器３１の前段に定常差異補正器４１が設けられている。なお、この定常差異補正器４１は、上記信号補正演算器３１と共に図４の演算器２３に設けられる。また、図１９は定常差異補正器４１の各信号の応答特性を示す図である。図２０はこの信号補正演算器３１の各信号の応答特性を示す図である。

図１８に示すように、この定常差異補正器４１は、減算器２０１、フィードバックゲイン乗算器４２、積分器４３、配分係数乗算器４４ａ，４４ｂ、減算器２０２、加算器２０３からなる。

減算器２０１は、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂとの差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器４２は、減算器２０１から出力されるＧａとＧｂの差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じて積分器４３に出力する。積分器４３は、フィードバックゲイン乗算器４２の出力信号を時間積分して配分係数乗算器４４ａ，４４ｂにそれぞれ出力する。

配分係数乗算器４４ａは、積分器４３の出力信号に配分係数ｍ１を乗じて減算器２０２に出力する。配分係数乗算器４４ｂは、積分器４３の出力信号に配分係数ｍ２を乗じて加算器２０３に出力する。

減算器２０２は、定常差異補正器４１に入力された検出信号Ｇａとフィードバック信号との差分を取り、これを補正検出信号Ｇａｃとして信号補正演算器３１に出力する。加算器２０３は、定常差異補正器４１に入力された検出信号Ｇｂにフィードバック信号を加え、これを補正検出信号Ｇｂｃとして信号補正演算器３１に出力する。

このような構成において、定常差異補正器４１では、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂとの差分信号をフィードバックゲイン乗算器４２および積分器４３を介してＧａ，Ｇｂにフィードバックする。

ここで、フィードバックゲインＫを適当に設定することにより、センサ信号の急峻な変動にはほとんど影響を受けずに、検出信号Ｇａ，Ｇｂの相対的な差を０に収束させることができる。

その際、配分係数乗算器４４ａ，４４ｂの配分係数ｍ１およびｍ２の値をともに「１／２」とし、同等の配分でＧａ，Ｇｂにフィードバックすると、図１９に示すように、補正検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃを検出信号Ｇａ，Ｇｂの中央値付近に収束させることができる。すなわち、例えば検出信号Ｇａの値が「７」、検出信号Ｇｂの値が「８」であったとすると、補正検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃの値を「７．５」に収束させることができる。

このように、事前に２つのセンサ信号Ｇａ，Ｇｂの相対的な差を補正してから信号補正演算器３１に与える。これにより、図２０に示すように、重み係数α，βの値を変化させたときに生じる出力信号Ｇｃの変動をさらに小さく抑えることが可能になる。

なお、上記信号補正演算器３１は、上記第１乃至第４の実施形態のいずれの構成であっても良い。

また、ここでは配分係数ｍ１，ｍ２の値を共に「１／２」として同等のフィードバックを行うことで、両信号Ｇａ，Ｇｂの中央値付近に収束させるものとして説明したが、Ｇａ，Ｇｂのどちらかの配分係数ｍ１を「１」にして、他方ｍ２を「０」にすることにより、一方のセンサ出力値に追従させて両者の差異を補正しても良い。この場合は、常にどちらかのセンサ出力値に近づくように補正される。したがって、どちらかのセンサのノイズが明らかに少ない場合や、真値に近いことが事前に分かっている場合には、そのセンサ出力値に収束させることができる。

また、Ｇａ，Ｇｂの配分係数ｍ１，ｍ２の和を「１」にして、それぞれの配分係数ｍ１，ｍ２の値を「０」〜「１」の間で設定することにより、収束させる値をどちらかのセンサの出力値に近付けることでも良い。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。

第６の実施形態は、上記第５の実施形態と同様にセンサ信号の前処理に関するものであり、検出信号Ｇａと検出信号Ｇｂとの差分に応じてフィードバックゲインＫの値を変化させるようにしたものである。

図２１は本発明の第６の実施形態に係る定常差異補正器４１の構成を示すブロック図である。なお、上記第５の実施形態における図１８の構成と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。また、図２２はこの定常差異補正器４１の各信号の応答特性を示す図である。

図２１に示すように、この定常差異補正器４１には、微分器４６ａ，４６ｂ、減算器２０４、ゲイン設定用変化量判定器４５が設けられている。

微分器４６ａは、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａを微分して減算器２０４に出力する。微分器４６ｂは、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂを微分して減算器２０４に出力する。減算器２０４は、検出信号Ｇａの微分信号と検出信号Ｇｂの微分信号との差分（変化量の差）を演算する。ゲイン設定用変化量判定器４５は、減算器２０４の演算結果に基づいてフィードバックゲインＫの値を設定する。

このような構成において、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂがそれぞれ微分器４６ａ，４６ｂにて微分される。そして、減算器２０４にて両信号の差分が求められて、ゲイン設定用変化量判定器４５に与えられる。ゲイン設定用変化量判定器４５では、その差分信号に基づいてフィードバックゲインＫの値を設定する。

ここで、例えばＧａ，Ｇｂの微分信号の差（変化量の差分）が所定の値よりも大きいときには、どちらかの信号が乱れていることになるので、フィードバックゲインＫの値を所定の値よりも小さくする。一方、Ｇａ，Ｇｂの微分信号の差（変化量の差分）が所定の値よりも小さいときには、フィードバックゲインＫの値を所定の値とする。

このようにフィードバックゲインＫの値を調整することにより、滑らかな応答を示している信号に対して、乱れた応答を示している信号がフィードバックされることで生じる小さな乱れを低減できる。その結果、図２２に示すように、より滑らかな補正検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃを得ることができる。

このような補正検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃを信号補正演算器３１に与えることで、図２３に示すように、さらに滑らかな応答を得ることができ、磁気制御の精度を高めて乗りかご４を非接触で走行案内することができる。

なお、上記信号補正演算器３１は、上記第１乃至第４の実施形態のいずれの構成であっても良い。

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。

第７の実施形態は、上記第６の実施形態の構成に検出信号Ｇａ，Ｇｂを２階微分する構成を加えたものである。

図２４は本発明の第７の実施形態に係る定常差異補正器４１の構成を示すブロック図である。なお、上記第５の実施形態における図１８の構成と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。図２５はこの定常差異補正器４１の各信号の応答特性を示す図である。

図２４に示すように、この定常差異補正器４１には、微分器４６ａ，４６ｂ、減算器２０４、２階微分器４７ａ，４７ｂ、減算器２０５、ゲイン設定用変化量判定器４５が設けられている。

微分器４６ａは、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａを微分して減算器２０４に出力する。微分器４６ｂは、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂを微分して減算器２０４に出力する。減算器２０４は、検出信号Ｇａの微分信号と検出信号Ｇｂの微分信号との差分（変化量の差）を演算する。

微分器４７ａは、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａを２階微分して減算器２０５に出力する。微分器４７ｂは、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂを２階微分して減算器２０５に出力する。減算器２０５は、検出信号Ｇａを２階微分信号と検出信号Ｇｂの２階微分信号との差分（変化量の差）を演算する。ゲイン設定用変化量判定器４５は、減算器２０４の演算結果と減算器２０５の演算結果とに基づいてフィードバックゲインＫの値を設定する。

このような構成において、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂがそれぞれ微分器４６ａ，４６ｂにて微分される。そして、減算器２０４にて両信号の差分が求められて、ゲイン設定用変化量判定器４５に与えられる。

一方、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂがそれぞれ２階微分器４７ａ，４７ｂにて２階微分される。そして、減算器２０５にて両信号の差分が求められて、ゲイン設定用変化量判定器４５に与えられる。ゲイン設定用変化量判定器４５では、両者の差分信号に基づいてフィードバックゲインＫの値を設定する。

ここで、ゲイン設定用変化量判定器４５では、Ｇａ，Ｇｂの１階の微分信号の差と、Ｇａ，Ｇｂの２階の微分信号の差のどちらかが、比較的大きいときには、差異フィードバックゲインＫの値を所定の値よりも小さくする。一方、１階の微分信号の差と２階の微分信号の差の両方の値が比較的小さいときには、差異フィードバックゲインＫの値を所定の値とする。

このようにフィードバックゲインＫの値を調整することにより、ガイドレール２の継ぎ目２ｃで検出信号Ｇａ，Ｇｂが山形もしくは谷形になった際に、その頂点付近での１階微分値が一時的に小さくなり、フィードバックゲインＫが大きくなることを防ぐことができる。

その結果、図２５に示すように、互いの信号の乱れをほとんど受けない出力信号Ｇｃを得ることができる。また、これらの検出信号Ｇａ，Ｇｂを信号補正演算器３１に入力することによって、図２６に示すように、さらに滑らかな応答を得ることができる。

なお、上記信号補正演算器３１は、上記第１乃至第４の実施形態のいずれの構成であっても良い。

（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。

上記第５乃至第７の実施形態では、検出信号Ｇａと検出信号Ｇｂの差分信号をフィードバックさせた。これに対し、第８の実施形態では、検出信号Ｇａと検出信号Ｇｂの平均値を計算し、その平均値の信号とＧａ，Ｇｂのそれぞれとの差分信号をフィードバックさせるものである。

図２７は本発明の第８の実施形態に係る定常差異補正器４１の構成を示すブロック図である。

この定常差異補正器４１は、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａに対する構成として、減算器２０６、フィードバックゲイン乗算器４２ａ、積分器４３ａ、減算器２０７を備える。また、この定常差異補正器４１は、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂに対する構成として、減算器２０８、フィードバックゲイン乗算器４２ｂ、積分器４３ｂ、減算器２０９を備える。さらに、この定常差異補正器４１には、検出信号Ｇａと検出信号Ｇｂを平均化するための構成として、加算器２１０、１／２演算器４８が設けられている。

減算器２０６は、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａと１／２演算器４８の出力信号（Ｇａ，Ｇｂの平均値信号）との差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器４２ａは、減算器２０６から出力される差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じて積分器４３ａに出力する。積分器４３ａは、フィードバックゲイン乗算器４２ａの出力信号を時間積分して減算器２０７にフィードバックする。減算器２０７は、定常差異補正器４１に入力された検出信号Ｇａとフィードバック信号との差分を取り、これを補正検出信号Ｇａｃとして信号補正演算器３１に出力する。

減算器２０８は、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂと１／２演算器４８の出力信号（Ｇａ，Ｇｂの平均値信号）との差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器４２ｂは、減算器２０８から出力される差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じて積分器４３ｂに出力する。積分器４３ｂは、フィードバックゲイン乗算器４２ｂの出力信号を時間積分して減算器２０９にフィードバックする。減算器２０９は、定常差異補正器４１に入力された検出信号Ｇｂとフィードバック信号との差分を取り、これを補正検出信号Ｇｂｃとして信号補正演算器３１に出力する。

また、加算器２１０は、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂとを加算する。１／２演算器４８は、加算器２１０によって得られるＧａとＧｂの加算値を１／２にした平均値信号を生成する。

このような構成において、検出信号Ｇａ，Ｇｂの平均値が求められ、その平均値信号が減算器２０６，２０８のそれぞれに与えられる。これにより、この平均値信号と検出信号Ｇａの差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じた信号がフィードバックされて補正検出信号Ｇａｃが生成される。同様に、この平均値信号と検出信号Ｇｂの差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じた信号がフィードバックされて補正検出信号Ｇｂｃが生成される。

このようにすることで、信号Ｇａ，ＧｂにかかるフィードバックゲインＫをそれぞれ個別に設定して、各信号Ｇａ，Ｇｂごとに収束の速さを任意に変更できる。したがって、信号の乱れ方がギャップセンサによって異なる場合に、それぞれセンサの特性に合わせて応答を調整するができる。

なお、上記第６および第７の実施形態のように、フィードバックゲインＫを可変させる構成としても良い。

（第９の実施形態）
これまでの実施形態では、１検出方向につき２つのギャップセンサが設置されている場合について説明してきた。以下では、図２８に示すように、１検出方向につき３つのギャップセンサ（以下、７ａ，７ｂ，７ｅとする）が設置されている場合について説明する。これらのギャップセンサ７ａ，７ｂ，７ｅは、乗りかご４の移動方向に沿って配列されており、ガイドレール２の同じ面に向けられている。

図２９は本発明の第９の実施形態に係る定常差異補正器４１の構成を示すブロック図である。これは、図２５に示した定常差異補正器４１を３段構成にしたものである。

また、図３０は同実施形態における信号補正演算器３１の構成を示すブロック図である。これは、図１０に示した信号補正演算器３１を３段構成にしたものである。図３１はこの信号補正演算器３１の各信号の応答特性を示す図である。

図２９に示すように、この定常差異補正器４１には、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａに対する構成として、減算器２０６、フィードバックゲイン乗算器４２ａ、積分器４３ａ、減算器２０７を備える。また、この定常差異補正器４１は、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂに対する構成として、減算器２０８、フィードバックゲイン乗算器４２ｂ、積分器４３ｂ、減算器２０９を備える。

また、この定常差異補正器４１は、ギャップセンサ７ｅの検出信号Ｇｅに対する構成として、減算器２１１、フィードバックゲイン乗算器４２ｅ、積分器４３ｅ、減算器２１２を備える。さらに、この定常差異補正器４１には、検出信号Ｇａと検出信号Ｇｂと検出信号Ｇｅを平均化するための構成として、加算器２１３、１／３演算器４９が設けられている。

減算器２０６は、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａと１／３演算器４９の出力信号（Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｃの平均値信号）との差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器４２ａは、減算器２０６から出力される差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じて積分器４３ａに出力する。積分器４３ａは、フィードバックゲイン乗算器４２ａの出力信号を時間積分して減算器２０７にフィードバックする。減算器２０７は、定常差異補正器４１に入力された検出信号Ｇａとフィードバック信号との差分を取り、これを補正検出信号Ｇａｃとして信号補正演算器３１に出力する。

減算器２０８は、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂと１／３演算器４９の出力信号（Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｅの平均値信号）との差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器４２ｂは、減算器２０８から出力される差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じて積分器４３ｂに出力する。積分器４３ｂは、フィードバックゲイン乗算器４２ｂの出力信号を時間積分して減算器２０９にフィードバックする。減算器２０９は、定常差異補正器４１に入力された検出信号Ｇｂとフィードバック信号との差分を取り、これを補正検出信号Ｇｂｃとして信号補正演算器３１に出力する。

減算器２１１は、ギャップセンサ７ｅの検出信号Ｇｅと１／３演算器４９の出力信号（Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｅの平均値信号）との差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器４２ｅは、減算器２１１から出力される差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じて積分器４３ｅに出力する。積分器４３ｅは、フィードバックゲイン乗算器４２ｅの出力信号を時間積分して減算器２１２にフィードバックする。減算器２１２は、定常差異補正器４１に入力された検出信号Ｇｂとフィードバック信号との差分を取り、これを補正検出信号Ｇｅｃとして信号補正演算器３１に出力する。

また、加算器２１３は、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂとギャップセンサ７ｅの検出信号Ｇｅを加算する。１／３演算器４９は、加算器２１３によって得られるＧａとＧｂとＧｅの加算値を１／３にした平均値信号を生成する。

このような構成において、検出信号Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｅの平均値が求められ、その平均値信号が減算器２０６，２０８，２１１のそれぞれに与えられる。これにより、この平均値信号と検出信号Ｇａの差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じた信号がフィードバックされて補正検出信号Ｇａｃが生成される。同様に、この平均値信号と検出信号Ｇｂの差分信号に所定のフィードバックゲインＫを生じた信号がフィードバックされて補正検出信号Ｇｂｃが生成される。また、この平均値信号と検出信号Ｇｅの差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じた信号がフィードバックされて補正検出信号Ｇｂｅが生成される。

このように、３つの検出信号Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｅを用いて、これらの平均値との差をフィードバックすることで、全センサの平均値付近に収束するように各信号の差異を補正することができる。

また、補正された検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃ，Ｇｅｃは、信号補正演算器３１に与えられる。この場合、図３０に示すように、信号補正演算器３１では、補正検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃ，Ｇｅｃをそれぞれ微分した結果を比較し、重み係数α，β，γの値を総和が１になるように調整する。これにより、図３１に示すように、さらに滑らかな出力信号Ｇｃを得ることができ、より高精度な磁気制御を行って乗りかご４を安定に走行させることができる。

なお、上記図３０に示した信号補正演算器３１では、補正検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃ，Ｇｅｃの微分信号をもとに重み係数α，β，γの値を調整した。しかし、３つ以上のギャップセンサがある場合には、ある時点において、ガイドレール２の継ぎ目２ｃなどで乱れるのは、そのうち１つのセンサのみで、残りの２つの信号は滑らかな応答をしていることが多い。

そこで、図３２に示すように、差分比較器５１によって、補正検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃ，Ｇｅｃのうちの値の近い２つの信号の重み係数を大きくし、最も値の離れている信号の重み係数を小さくすることでも、滑らかな出力信号Ｇｃを得ることが可能になる。

また、補正検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃ，Ｇｅｃそのものを比較するのではなく、それらの微分信号を比較して、その中で近い２つの信号の重み係数を大きくするようにしても良い。

また、上記図３０または図３２の信号補正演算器３１には、定常差異補正器４１によって検出信号Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｅを補正せずに直接入力する構成としても良い。

（第１０の実施形態）
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。

上記第９の実施形態では、３つのギャップセンサを用いた例を示したが、１つの検出方向につき、さらに多数のギャップセンサを用いたことも良い。この場合、図３３および図３４に示すように、定常差異補正器４１と信号補正演算器３１を構成することで、同様の処理を行うことができる。

図３３は本発明の第１０の実施形態に係るｎ個のギャップセンサを用いた場合の定常差異補正器４１の構成を示すブロック図である。これは、図２９に示した定常差異補正器４１をｎ段（ｎ＞３）構成にしたものである。図中のＧｎは図示せぬｎ個目のギャップセンサの検出信号、Ｇｎｃはその補正検出信号を示している。

この定常差異補正器４１は、ｎ個目のギャップセンサの検出信号Ｇｎに対する構成として、減算器２１４、フィードバックゲイン乗算器４２ｎ、積分器４３ｎ、減算器２１５を備える。さらに、この定常差異補正器４１には、検出信号Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｅ…Ｇｎを平均化するための構成として、加算器２１６、１／ｎ演算器５２が設けられている。

減算器２１４は、図示せぬｎ個目のギャップセンサの検出信号Ｇｎと１／ｎ演算器５２の出力信号（Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｅ…Ｇｎの平均値信号）との差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器４２ｎは、減算器２１４から出力される差分信号に所定のフィードバックゲインＫを乗じて積分器４３ｎに出力する。積分器４３ｎは、フィードバックゲイン乗算器４２ｎの出力信号を時間積分して減算器２１５にフィードバックする。減算器２１５は、定常差異補正器４１に入力された検出信号Ｇｎとフィードバック信号との差分を取り、これを補正検出信号Ｇｎｃとして信号補正演算器３１に出力する。

また、加算器２１６は、検出信号Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｅ…Ｇｎを加算する。１／ｎ演算器５２は、加算器２１６によって得られるＧａ，Ｇｂ，Ｇｅ…Ｇｎの加算値を１／ｎにした平均値信号を生成する。

図３４はｎ個のギャップセンサを用いた場合の信号補正演算器３１の構成を示すブロック図である。これは、図３０に示した信号補正演算器３１をｎ段（ｎ＞３）構成にしたものである。図中の３２ｎは、図示せぬｎ個目のギャップセンサの補正検出信号Ｇｎｃに対する微分器である。

このような構成により、ギャップセンサの増加に伴い、より滑らかな出力信号Ｇｃが得やすくなる。

なお、信号補正演算器３１の構成としては、図３２に示した信号補正演算器３１のように、各信号の差分を比較する差分比較器５１を用いることでも良い。

また、信号補正演算器３１は、定常差異補正器４１によって検出信号Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｅ…Ｇｎを補正せずに直接入力する構成としても良い。

また、上記実施形態では、１つの検出方向に設けられたギャップセンサの信号処理について説明したが、別の検出方向に設けられたギャップセンサ（図２の７ｃ，７ｄ）の信号についても同様である。

さらに、上記各実施形態では、エレベータの乗りかごに設けられた磁気ガイド装置を例にしてギャップセンサの信号処理の手法について説明した。しかし、本発明の磁気ガイド装置は、エレベータに限られるものではなく、磁気を利用して非接触で支持する移動体であれば、その全て適用可能である。この場合、上記同様の信号処理を行うことにより、ギャップセンサの検出信号に重畳される不要な乱れを軽減し、滑らかな走行案内を実現できる。

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は本発明の第１の実施形態に係る磁気ガイド装置をエレベータの乗りかごに適用した場合の斜視図である。 図２は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置の構成を示す斜視図である。 図３は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置に設けられた磁石ユニットの構成を示す斜視図である。 図４は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置を制御するための制御装置の構成を示すブロック図である。 図５は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置のギャップセンサとガイドレールとの位置関係を示す図である。 図６は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置のギャップセンサとガイドレールとの位置関係を示す図である。 図７は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置のギャップセンサとガイドレールとの位置関係を示す図である。 図８は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置のギャップセンサとガイドレールとの位置関係を示す図である。 図９は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置のギャップセンサの信号波形を示す図である。 図１０は上記第１の実施形態における信号補正演算器の構成を示すブロック図である。 図１１は上記第１の実施形態における信号補正演算器の各信号の応答特性を示す図である。 図１２は本発明の第２の実施形態に係る信号補正演算器の構成を示すブロック図である。 図１３は上記第２の実施形態における信号補正演算器の各信号の応答特性を示す図である。 図１４は本発明の第３の実施形態に係る信号補正演算器の構成を示すブロック図である。 図１５は上記第３の実施形態における信号補正演算器の各信号の応答特性を示す図である。 図１６は本発明の第４の実施形態に係る信号補正演算器の構成を示すブロック図である。 図１７は上記第４の実施形態における信号補正演算器の各信号の応答特性を示す図である。 図１８は本発明の第５の実施形態に係る定常差異補正器の構成を示すブロック図である。 図１９は上記第５の実施形態における定常差異補正器の各信号の応答特性を示す図である。 図２０は上記第５の実施形態における信号補正演算器の各信号の応答特性を示す図である。 図２１は本発明の第６の実施形態に係る定常差異補正器の構成を示すブロック図である。 図２２は上記第６の実施形態における定常差異補正器の各信号の応答特性を示す図である。 図２３は上記第６の実施形態における信号補正演算器の各信号の応答特性を示す図である。 図２４は本発明の第７の実施形態に係る定常差異補正器の構成を示すブロック図である。 図２５は上記第７の実施形態における定常差異補正器の各信号の応答特性を示す図である。 図２６は上記第７の実施形態における信号補正演算器の各信号の応答特性を示す図である。 図２７は本発明の第８の実施形態に係る定常差異補正器の構成を示すブロック図である。 図２８は本発明の第９の実施形態に係る３つのギャップセンサの配置例を示す図である。 図２９は上記第９の実施形態に係る定常差異補正器の構成を示すブロック図である。 図３０は上記第９の実施形態における信号補正演算器の構成を示すブロック図である。 図３１は上記第９の実施形態における信号補正演算器の各信号の応答特性を示す図である。 図３２は上記第９の実施形態における信号補正演算器の他の構成を示すブロック図である。 図３３は本発明の第１０の実施形態に係るｎ個のギャップセンサを用いた場合の定常差異補正器の構成を示すブロック図である。 図３４は上記第１０の実施形態に係るｎ個のギャップセンサを用いた場合の信号補正演算器の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…昇降路、２…ガイドレール、３…ロープ、４…乗りかご、５…磁気ガイド装置、６…磁石ユニット、７ａ〜７ｄ…ギャップセンサ、８…台座、９ａ，９ｂ…永久磁石、１０ａ〜１０ｃ…継鉄、１１ａ〜ｌｌｄ…コイル、２１…制御装置、２２…センサ部、２３…演算器、２４…パワーアンプ、２５…電流検出器、３１…距離信号補正演算器、３２ａ，３２ｂ…微分器、３３ａ，３３ｂ…重み係数乗算器、３４…変化量判定器、３６ａ，３６ｂ…２階微分器、３７ａ，３７ｂ…メモリ、３８…１／２演算器、４１…定常差異補正器、４２，４２ａ，４２ｂ…フィードバックゲイン乗算器、４３，４３ａ，４３ｂ…積分器、４４ａ，４４ｂ…配分係数乗算器、４５…ゲイン設定用変化量判定器、４６ａ，４６ｂ…微分器、４７ａ，４７ｂ…２階微分器。

Claims (13)

1. 強磁性体からなるガイドレールと、
   このガイドレールに沿って移動する移動体と、
   この移動体の上記ガイドレールとの対向部に設置され、磁気力の作用により上記移動体を上記ガイドレールに対して非接触にて支持する磁石ユニットと、
   上記移動体の移動方向に所定の間隔を持って配設され、上記磁石ユニットと上記ガイドレールとの間の空隙を検出する少なくとも２つのギャップセンサと、
   これらのギャップセンサから出力される検出信号の変化量を判定し、その変化量に基づいて上記各検出信号に対する重み係数を相対的に変化させ、上記重み係数を乗じた上記各検出信号を加算した信号を磁気制御用の信号として出力する信号補正手段と、
   この信号補正手段から出力された磁気制御用の信号に基づいて、上記磁石ユニットの磁気力を制御する制御手段と
   を具備したことを特徴とする磁気ガイド装置。
2. 上記信号補正手段は、上記各検出信号の中で変化量の小さい信号に対する重み係数を大きくし、上記各検出信号の中で変化量の大きい信号に対する重み係数を小さくすることを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
   
3. 上記信号補正手段は、上記重み係数を所定の時間の間に連続的に変化させることを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
4. 上記信号補正手段は、上記重み係数の変化率に上限を設けることを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
5. 上記信号補正手段は、
   上記各ギャップセンサから出力される検出信号を平均化した平均値信号を生成する平均化手段を有し、
   この平均化手段によって生成された平均値信号を含めて、それぞれに重み係数を乗じて加算した信号を磁気制御用の信号として出力することを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
6. 上記信号補正手段は、
   上記各ギャップセンサから出力される検出信号のそれぞれを微分する微分手段を有し、
   この微分手段によって得られる各微分信号の波形変化に基づいて上記各検出信号の変化量を判定することを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
7. 上記信号補正手段は、
   上記各ギャップセンサから出力される検出信号のそれぞれを少なくとも２階以上微分する微分手段を有し、
   この微分手段によって得られる各微分信号の波形変化に基づいて上記各検出信号の変化量を判定することを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
8. 上記信号補正手段は、
   上記各ギャップセンサから出力される検出信号のそれぞれを微分する微分手段と、
   この微分手段によって得られる各微分信号を保持する保持手段とを有し、
   この保持手段に保持された所定時間前の各微分信号と現時点の各微分信号との差分信号に基づいて上記各検出信号の変化量を判定することを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
9. 上記信号補正手段の前段に、上記各ギャップセンサから出力される検出信号の相対的な差を補正する定常差異補正手段を設け、
   この定常差異補正手段によって補正された各検出信号を上記信号補正手段に入力することを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
10. 上記定常差異補正手段は、
    上記各ギャップセンサから出力される検出信号の差分を求め、その差分信号に所定のゲインを乗じて上記各検出信号にフィードバックすることを特徴とする請求項９記載の磁気ガイド装置。
11. 上記定常差異補正手段は、
    上記各ギャップセンサから出力される検出信号を平均化した平均値信号を生成する平均化手段を有し、
    この平均化手段によって生成された平均値信号と上記各検出信号との差分をそれぞれ求め、これらの差分信号に所定のゲインを乗じて上記各検出信号にフィードバックすることを特徴とする請求項９記載の磁気ガイド装置。
12. 上記定常差異補正手段は、
    上記各ギャップセンサから出力される検出信号の変化量を検出する変化量検出手段と、
    この変化量検出手段によって検出された上記各検出信号の変化量の差分に基づいて上記ゲインの値を設定するゲイン設定手段とを有することを特徴とする請求項１０記載の磁気ガイド装置。
13. 上記ゲイン設定手段は、上記各検出信号の変化量の差分が所定の値よりも大きい場合に上記ゲインを所定の値よりも小さくすることを特徴とする請求項１２記載の磁気ガイド装置。

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