JPH01315204A - 吸引式磁気浮上装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、浮上体の支持および案内を磁気吸引力を用い
て行なう吸引式磁気浮上装置に係り、特に、浮上体の支
持および案内のために必要な電磁石の数を減らし、装置
の小形化、軽量化を図れるようにした吸引式磁気浮上装
置に関する。

（従来の技術） 近年、オフィスオートメーションの一環として、伝票、
書類、現金、資料等を搬送装置を用いて建屋内の複数の
地点間で移動させることが行われている。

このような用途に用いられる搬送装置には、搬送物を速
やかに、かつ静かに移動させる機能を備えていることが
要求される。このため、この種の搬送装置の中には、ガ
イドレールに対して搬送車を非接触に支持させ、この状
態で走行させるようにしたものも考えられている。中で
も、搬送車を浮上体とし、これを磁気的に非接触支持す
る吸引式磁気浮上装置を用いたものは、ガイドレールに
対する追従性や騒音、発塵防止効果に優れている。

ところで、浮上体を吸引式磁気浮上装置を用いて支持す
る場合には、浮上体がたとえばガイドレールの曲線部を
通過するときなどのように横方向の外力、つまり浮上方
向とは直交する案内方向の外力を受けたとき、如何にし
て浮上体の横ゆれやヨーイングを抑制し、安定した磁気
浮上状態を維持させるかが重要となる。

このようなことから、従来の吸引式磁気浮上装置にあっ
ては、ガイドレールに対向して設けられた浮上用電磁石
とは別に案内用電磁石を設け、この案内用電磁石を制御
することによって必要な案内力を得たり、あるいは１支
持点当りにつき２つの電磁石を設け、これら電磁石をガ
イドレールに対し左右にずらして配置するとともに各電
磁石を、そのペア毎に制御することによって支持力と案
内力とを得るようにしている。

しかしながら、上記のように構成された従来の吸引式磁
気浮上装置にあっては、次のような問題があった。すな
わち、浮上体の浮上方向制御と案内方向制御とを独立的
に行なわせるようにしているので、多数の電磁石を必要
とする。このため、電磁石を構成要素とする磁気支持ユ
ニットや浮上体自身が大形化し、同時にそれらの重量も
増加することになる。この結果、浮上体を地上側から支
持するガイドレール等の構造物もその支持重量の増加に
合わせて強度を増大させなければならず、結局、装置全
体が大形化する問題があった。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の吸引式磁気浮上装置にあっては、支
持、案内方向の吸引力制御を行なうために、磁気支持ユ
ニットや浮上体自身の大形化、重量の増加により装置が
大形化するという問題があった。

そこで本発明は、支持、案内方向の吸引力制御を良好に
行なえるとともに、これらの制御に必要な電磁石の数を
減らすことができ、もって装置の小形化、軽量化を図れ
る吸引式磁気浮上装置を提供することを目的としている
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の１つの好ましい実
施例に係る吸引式磁気浮上装置では、浮上体に取付けら
れている電磁石を含む磁気支持ユニットを強磁性ガイド
に対して支持力および案内力を同時に発生するように対
向配置している。

そして、上記配置によって発生する案内力をセンサの出
力に基いて制御するようにしている。

すなわち、上記実施例に係る吸引式磁気浮上装置では、
強磁性体で形成されたガイドと、このガイドの近傍に配
置された浮上体と、この浮上体に空隙を介して前記ガイ
ドに対向する関係に配置された電磁石を含む磁気支持ユ
ニットと、前記電磁石、前記ガイドおよび前記空隙を通
る磁気回路の状態を検出するセンサ部と、このセンサ部
の出力に基いて前記電磁石の励磁電流を制御することに
より前記磁気回路を安定化させて前記２浮上体を磁気浮
上させる制御手段とを備えたものにおいて、前記磁気支
持ユニットを前記浮上体が安定に磁気浮上している際に
上記浮上体を浮上させるための支持力と上記支持力の方
向に対して略直交する方向の案内力とを同時に発生する
関係に前記ガイドに対向配置し、さらに前記制御手段で
は前記支持力の制御に必要な単数あるいは複数の第１の
物理量と前記案内力の制御に必要な前記磁気回路に関す
る単数あるいは複数の第２の物理量とをそれぞれ前記セ
ンサ部の対応する出力に基いて得るようにしている。

また、本発明の他の好ましい実施例に係る吸引式磁気浮
上装置では、前記制御手段中に前記センサ部の出力に基
いて得られる前記支持力の制御に必要な単数あるいは複
数の第１の物理量から前記案内力の制御に必要な前記磁
気回路に関わる単数あるいは複数の第２の物理量を演算
する演算手段を設けたものとなっている。

（作　用） 浮上体に取付けられている電磁石を含む磁気支持ユニッ
トと強磁性ガイドとの間に作用する磁気吸引力が上向き
の力（支持力）と水平方向の力（案内力）とに分解でき
るとき、浮上体の運動は強磁性ガイドに対する水平方向
の移動量と、強磁性ガイドとの間の鉛直方向の距離と、
励磁電流の関数で表される電磁石の吸引力と、浮上体に
加わる外力とによって支配される。

一方、電磁石の励磁電流は、上記移動量の時間変化率と
、上記距離の時間変化率と、励磁電流の時間変化率と、
電磁石励磁電圧との関数になる。

本発明に係る吸引式磁気浮上装置の１つの例では、前記
距離またはその時間変化率または前記励磁電流もしくは
それらの関数などの支持力の制御に必要な第１の物理量
と、前記移動量またはその時間変化率または浮上体に加
わる外力もしくはそれらの関数などの案内力の制御に必
要な第２の物理量とをセンサ部の対応する出力から求め
ている。

また、他の例では、センサ部の出力に基いて得られた前
記支持力の制御に必要な第１の物理量から前記移動量ま
たはその時間変化率または浮上体に加わる外力もしくは
それらの関数などの案内力の制御に必要な第２の物理量
を演算によって求めている。これら第１および第２の物
理量に基いて電磁石励磁電圧が制御される。したがって
、支持方向および案内方向の両方について浮上体の磁気
浮上状態が安定に保たれる。この結果、案内力だけを制
御するための電磁石を必要とすることなく、浮上体の支
持および案内を実現できることになり、装置全体の小形
化、軽量化が可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら実施例を説明する。

第１図乃至第４図には本発明の一実施例に係る吸引式磁
気浮上装置、ここには浮上式搬送装置１０の概略構成が
示されている。

これらの図において、１１は断面が逆Ｕ字状に形成され
、たとえばオフィス空間に障害物を避けるようにして敷
設された軌道枠を示している。この軌道枠１１の上部壁
下面には２本のガイドレール１２ａ、１２ｂが平行に敷
設されている。軌道枠１１の側壁内面には、それぞれ断
面がコ字状に形成された非常用ガイド１３ａ、１３ｂが
互いの解放側を対面させて配置されている。ガイドレー
ル１２ａ、１２ｂの下側には、浮上体１５がガイドレー
ル１２ａ、１２ｂに沿って走行自在に配置されている。

軌道枠１１の上部壁下面でガイドレール１２ａ、１２ｂ
間に位置する部分には、第２図および第３図に示すよう
に、ガイドレール１２ａ、１２ｂに沿って所定の距離を
隔ててリニア誘導電動機の固定子１６が配置されている
。ガイドレール１２ａ、１２ｂは、強磁性体で平板状に
形成されており、オフィスへの据付作業を容易化するた
め分割構造となっている。そして、各分割部材２１の継
目部分Ａには所定の接合処理が施されている。

浮上体１５は次のように構成されている。すなわち、ガ
イドレール１２ａ、１２ｂの下面と対向するように平板
状の基台２５を配置している。この基台２５は、進行方
向に配置された２つの分割板２６ａ、２６ｂと、両分刻
板２６ａ、２６ｂを進行方向と直交する面内で回転可能
に連結する回転軸と軸受からなる連結機構２７とで構成
されている。基台２５の上面四隅位置には、磁気支持ユ
ニット３１ａ〜３１ｄがそれぞれ搭載されている。

これら磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｄは、第２図に示
すように、ボルト３２および台座３３を用いて基台２５
の上面に取付けられている。これら磁気支持ユニット３
１ａ〜３１ｄの近傍には、同ユニット３１ａ〜３１ｄと
ガイドレール１２ａ。

１２ｂの下面との間の空隙長を検出する光学的なギャッ
プセンサ３４ａ〜３４ｄが取付けられている。また、各
分割板２６ａ、２６ｂの下面には、連結部材３５ａ、３
５ｂ、３６ａ、３６ｂを介して搬送物を収容するための
容器３７．３８がそれぞれ取付けられている。これら容
器３７．３８の上面には、前述した４つの磁気支持ユニ
ット３１ａ〜３１ｄをそれぞれ制御するための制御装置
４１と、定電圧発生装置４２と、これらに電力を供給す
る小容量の電源４３とがそれぞれ２組ずつ計４組搭、載
されている。

基台２５の下面四隅位置には、磁気支持ユニット３１ａ
〜３１ｄの磁気力が喪失したときに非常用ガイド１３ａ
、１３ｂの上下壁内面に接触して浮上体１５を上下方向
に支持する縦車輪４５が４つ取付けられている。また、
基台２５の下面四隅位置には、第２図および第３図にも
示すように、非常用ガイド１３ａ、１３ｂの側壁内面と
浮上体１５との間の距離から各磁気支持ユニット３１ａ
〜３１ｄとガイドレール１２ａ、１２ｂとのずれ量、つ
まり浮上体１５の進行方向とは直交する案内方向のずれ
量を検出すための４つの光学的なギャップセンサ４６ａ
〜４６ｄ（ただし、ギャップセンサ４６ｄは図示せず。

）がそれぞれ取付けられている。なお、基台２５は前述
したりニア１秀導電動機の二次導体を兼ねたものであり
、装置の稼励時においては固定子１６と僅かのギャップ
を介して対向する高さに配置されている。

各磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｄは、第４図に磁気支
持ユニット３１ａだけを取出して代表して示すように、
上端部がガイドレール１２ａ　（１２ｂ）の下端面に対
して外側にずれた状態で対向するように浮上体１５の進
行方向と直交する方向に配置された２つの電磁石５１．
５２と、これら電磁石５１．５２の各下部側面間に介在
した永久磁石５３とで構成されており、全体としてＵ字
状に形成されている。各電磁石５１．５２は、強磁性体
で形成された継鉄５５と、この継鉄５５に巻装されたコ
イル５６とで構成されている。そして、電磁石５１．５
２の継鉄５５同士の外側寸法Ｌ２は、ガイドレール１２
　ａ　（１２ｂ）の幅Ｌ１より所定だけ大きくなる関係
に設定されている。各コイル５６は、電磁石５１．５２
によって形成される磁束が互いに加算されるように直列
に接続されている。

各制御装置４１は、第５図に磁気支持ユニット３１ａを
制御する装置だけを取出して代表して示すように構成さ
れている。なお、この図において、矢印は信号経路を、
また棒線は電力経路を示している。すなわち、制御装置
４１は、磁気支持ユニット３１ａによって形成される磁
気回路中の起磁力あるいは磁気抵抗もしくは浮上体１５
の運動の変化を検出するセンサ部６１と、このセンサ部
６１の出力信号に基いてコイル５６に供給すべき電力を
演算する演算回路６２と、この演算回路６２の出力信号
に基いて前記コイル５６に電力を供給するパワーアンプ
６３とで構成されている。

センサ部６１は、光学的なギャップセンサ３４ａ、４６
ａの出力信号に含まれる外部雑音の影響を抑制するため
の変調回路６４ａ、６４ｂと、前記コイル５６の電流値
を検出する電流検出器６５とで構成されている。

演算回路６２は次のように構成されている。すなわち、
ギャップセンサ３４ａの出力信号を変調回路６４ａを介
して導入し、この信号から減算器６６ａでギャップ長設
定値Ｚ。を減算し、この減算器６６ａの出力を直接およ
び微分器６７ａを介してフィードバックゲイン補償器５
３ａ、６９ａにそれぞれ導いている。また、ギャップセ
ンサ４６ａの出力信号を変調回路６４ｂを介して導入し
、この信号から減算器６６ｂでずれ量基準値Ｙ。を減算
し、この減算器６６ｂの出力を直接および微分器６７ｂ
を介してフィードバックゲイン補償器６８ｂ、６９ｂに
それぞれ導いている。また、電流検出器６５の出力信号
をフィードバックゲイン補償器７０に導いている。さら
に、電流検出器６５の出力信号を減算器７１で０信号と
比較し、その出力信号を積分補償器７２で補償している
。そして、この補償された信号と、上述した５つのフィ
ードバックゲイン補償器６８ａ、６８ｂ、６９ａ、６９
ｂ、７０の信号を加算する加算器７３の出力とを減算器
７４で比較し、その偏差を前記パワーアンプ６３に入力
している。

定電圧発生装置４２は、電源４３と制御装置４１との間
に設けられており、変調回路６４ａ、６４ｂ、演算回路
６２およびギャップセンサ３４ａ１４６ａに常に一定の
電圧を印加している。この定電圧発生装置４２は、負荷
変動に起因する電源４３の出力電圧変動が制御装置４１
に与える影響を除去するためのもので、基準電圧発生装
置７５と、この基準電圧発生装置７５の出力信号に基い
て常に一定電圧で必要とされる電流を制御装置４１に供
給する電流増幅器７６とから構成されている。

次に、上記のように構成された本実施例に係る浮上式搬
送装置の動作を説明する。

装置が停止状態にあるときには、非常用ガイド１３ａ、
１３ｂの上下壁のいずれか一方の内面に搬送車１５の縦
車輪４５が接触している。この状態で装置を起動させる
と、各制御装置４１は各永久磁石５３が発生する磁束と
同じ向きまたは逆向きの磁束を各電磁石５１．５２で発
生させるとともに、磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｄと
ガイドレール１２ａ、１２ｂとの間の空隙長を所定に維
持させるべく各励磁コイル５６に流す電流を制御する。

これによって、第４図に磁気支持ユニット３１ａの部分
だけを取出して代表して示すように、永久磁石５３〜継
鉄５５〜空隙Ｐ〜ガイドレール１２ａ〜空隙Ｐ−継鉄５
５〜永久磁石５３の経路からなる磁気回路が形成される
。空隙Ｐにおけるギャップ長は、浮上体１５を含む被支
持体の重量と、各永久磁石５３の起磁力に基く磁気支持
ユニット３１ａ　〜３１ｄ、ガイドレール１２ａ、１２
ｂ間の磁気的吸引力とが丁度釣合うような長さに設定さ
れる。各制御装置４１は、このギャップ長を維持すべく
各磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｄの電磁石５１．５２
の励磁電流制御を行う。これによって、いわゆるゼロパ
ワー制御がなされることになる。この場合、連結機構２
７は、各磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｄと、これに対
向するガイドレール１２ａ、１２ｂとの間のギャップ長
を独立的に可変する、いわゆる空隙独立可変機構として
機能する。

浮上体１５がリニア誘導電動機の固定子１６の真下にあ
るときに固定子１６を付勢すると、基台２５が固定子１
６から推進力を受ける。この結果、浮上体１５は磁気浮
上状態のままガイドレール１２ａ、１２ｂに沿って走行
を開始する。浮上体１５が空気抵抗等の影響で完全静止
するまでの間に再び固定子１６が配置されていれば、浮
上体１５は再度推進力を受ける。したがって、ガイドレ
ール１２ａ、１２ｂに沿った移動を持続する。この移動
は目的とする地点まで継続する。かくして、浮上体１５
を非接触状態で目的地点まで移動させることができる。

ところで、浮上体１５がガイドレール１２ａ。

１２ｂの曲線部分を通過するときなどのように、浮上体
１５に横方向の外力が加わった場合には次のような制御
が行なわれる。すなわち、外力によって浮上体１５に生
じる左右方向（案内方向）のずれ量をギャップセンサ４
６ａ〜４６ｄが検出する。この結果、ガイドレール１２
ａ、１２ｂから遠ざかる側に位置する磁気支持ユニット
を制御する制御装置４１では、その磁気支持ユニットに
おけるコイル５６の励磁電流を増加させて磁気的吸引力
を増加させる。また、これとは反対にガイドレール１２
ｂ、１２ａに近づく側に位置する磁気支持ユニットを制
御する制御装置４１では、その磁気支持ユニットにおけ
るコイル５６の励磁電流を減少させて磁気的吸引力を減
少させる。このため、浮上体１５には、たとえば第４図
の場合を例にとると、右向きの横力が発生し、横方向の
外力に対向する案内力が働くことになる。なお、上記制
御によって浮上体１５に溝ゆれが生じると、微分器６７
ｂによって横ゆれの変化量が検出され、この変化量がパ
ワーアンプ６３を介してコイル５６の励１ａ７１圧にフ
ィードバックされる。このため、浮上体１５の横ゆれは
、　ローリングとともに減衰する。したがって、再び安
定な浮上状態が得られることになる。また、この実施例
では浮上体１５の基台２５を構成する分割板２６ａ、２
６ｂが連結Ｆａ横２７によって進行方向とほぼ直交する
鉛直面内で互いに回転可能な構成となっている。このた
め、前述の外力によって浮上体１５にヨーイングが発生
しても、それぞれの分割板２６ａ、２６ｂに支持されて
いる磁気支持ユニットのガイドレール１２ａ、１２ｂに
対するずれ量は、各分割板２６ａ、２６ｂ毎に前述の場
合と同様に制御され、結局、浮上体１５のヨーイングも
減衰することになる。

なお、上述した実施例では磁気支持ユニット３１ａ〜３
１ｄの継鉄５５がガイドレール１２ａ。

１２ｂの下端面から外側にずれて対向するように磁気支
持ユニッ）３１ａ〜３１ｄを設けているが、この配置に
限られるものではなく、第６図に示すようにガイドレー
ル１２ａ、１２ｂの下端面に対向する範囲内で、ガイド
レール１２ａ、１２ｂの・中心からその中心が外側ある
いは内側にずれる関係に磁気支持ユニット３１ａ〜３１
ｄを設けるようにしてもよい。また、上述した実施例で
は磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｄ中の磁気回路を浮上
体１５進行方向に対して直交させているが、第７図に示
すように同方向となるように磁気支持ユニット３１ａ〜
３１ｄを設けてもよい。さらに上述した実施例では２本
のガイドレールを用いて支持させているが、第８図に示
すように３本のガイドレール１２ａ、］、２ｂ、１２ｃ
あるいは、これ以上のガイドレールを用いて支持するよ
うにしてもよい。また、上述した実施例は浮上式搬送装
置に適用しているが、浮上体を吊下げ支持することを目
的とした浮上吊下げ装置にも適用できる。

第９図には本発明の別の実施例に係る吸引式磁気浮上装
置、ここにも浮上式搬送装置１０ａの概略構成が示され
ている。なお、この図では第１図と同一部分が同一符号
で示されている。したがって、重複する部分の詳しい説
明は省略する。

第１図乃至第５図に示した実施例では、光学的なギャッ
プセンサ４６ａ〜４６ｄを設け、これらギャップセンサ
４６ａ〜４６ｄの出力に基いて検出された案内方向のず
れ量およびずれの変化量を用いて案内力を制御するよう
にしている。この第９図に示す実施例では、ギャップセ
ンサ４６ａ〜４６ｄを設けることなく、ギャップセンサ
３４ａ〜３４ｄの出力だけを使って支持力（浮上刃）の
制御と案内力の制御とを行なわせるようにしている。し
たがって、外観的にはギャップセンサ４６ａ〜４６ｄが
存在していない。代わりこの実施例では基台２５の下面
四隅位置に、浮上体１５に過大な外力が加わったときな
どに非常用ガイド１３ａ、１３ｂの側壁内面に接触して
浮上体１５を左右方向に支持する４つの横車輪４７が取
付けられている。他は前記実施例と同様に構成されてい
る。

この実施例では制御装置４１ａの構成が大きく異なって
いる。制御装置４１ａは、第９図に示すように分割され
てはいるが、たとえば第１０図に示すように、全体とし
て１つに構成されている。

なお、この図においても、矢印線は信号経路を、また棒
線はコイル５６周辺の電力経路を示している。この制御
装置４１ａは、浮上体１５に取付けられて磁気支持ユニ
ット３１ａ〜３１ｄによって形成される磁気回路中の起
磁力あるいは磁気抵抗もしくは浮上体１５の運動の変化
を検出するセンサ部６１ａと、このセンサ部６１ａがら
の信号に基いて各コイル５６に供給すべき電力を演算す
る演算回路６２ａと、この演算回路６２ａがらの信号に
基いて各コイル５６に電力を供給するパワーアンプ６３
ａ〜６３ｄとで構成されており、これらで４つの磁気支
持ユニット３１ａ〜３１ｄをそれぞれ制御している。

センサ部６１ａは、前述したギャップセンサ３４ａ〜３
４ｄと、各コイル５６の電流値を検出する電流検出器６
５ａ〜６５ｄとで構成されている。

演算回路６２ａは、第９図に示される運動座標毎に浮上
体１５の磁気浮上制御を行っている。ここでは浮上体１
５の２座標に関する磁気浮上制御系を２モード、ｙ方向
（案内方向）の運動に影響する浮上体１５のロール（θ
方向）に関する磁気浮上制御系をθ、モード、ψ方向（
ヨ一方向）の運動に影響する浮上体１５のロール（θ方
向）に関する磁気浮上制御系をθ、モード、浮上体１５
のピッチ（ξ方向）に関する磁気浮上制御系をξモード
として説明する。

すなわち、演算回路６２ａは、ギャップセンサ３４ａ〜
３４ｄで得られたギャップ長信号２．〜２、からそれぞ
れのギャップ長設計値２．。〜ｚ、。

を減算して得られるギャップ長偏差信号Δ２．〜Δ２．
を演算する減算器８０ａ〜８０ｄと、ギャップ長偏差信
号Δ２．〜Δ２．から浮上体１５の重心の２方向（支持
方向）の移動量Δ２．同重心のｙ方向（案内方向）の移
動に伴う分割板２６ａ。

２６ｂのθ方向（ロール方向）のそれぞれの回転角の和
Δθ２．浮上体１５のψ方向（ヨ一方向）の回転に伴う
分割板２６ａ、２６ｂのθ方向（ロール方向）の回転角
の差Δθ、および浮上体１５のξ方向（ピッチ方向）の
回転角Δξを演算する浮上ギャップ長偏差座標変換回路
８１と、電流検出器６５ａ〜６５ｄで得られた励磁電流
検出信号゛ｉ、〜ｉ、からそれぞれの電流設計値１．ｏ
−１，。

を減算して得られる電流偏差信号Δ１．〜Δｉｄを演算
する減算器８２ａ〜８２ｄと、電流偏差信号Δ１．〜Δ
ｉ、から浮上体１５の重心の２方向の運動に関わる電流
偏差Δｉ０．同重心のｙ方向の移動に伴う分割板２６ａ
、２６ｂのローリングに関わる電流偏差Δｉ６１．浮上
体１５のψ方向の回転に伴う分割板２６ａ、２６ｂのロ
ーリングに関わる電流偏差Δｉ、＃および浮上体１５の
ピッチングに関わる電流偏差Δｉ、を演算する電流偏差
座標変換回路８３と、浮上ギャップ長（偏差座標変換回
路８１および電流偏差座標変換回路８３の出力Δ２．Δ
θ１．Δθ１．Δξ、Δｉｌ、Δｉ１．。

Δｉ２．．Δｉ、を導入して浮上体１５のｙ方向の移動
量Δｙ、同ψ方向の回転量Δψ１　これらの時間変化率
Δ°ｙ、Δ°ψ（以下、記号“・″は時間変化率を表す
。）１分割板２６ａ、２６ｂに加えられたθ方向の外乱
トルクの和Ｔ１．および同θ方向の外乱トルクの差Ｔ２
．を演算し、２．θ、。

θ１．ξの各モードにおいて浮上体１５を安定に磁気浮
上させるモード別電磁石制御電圧ｅ、、ｅ＃Ｆ＋　　ｅ
＃＃＋　　ｅｊを演算する制御電圧演算回路８４と、こ
の制御電圧演算回路８４の出力ｅ　＊　＊　　ｅ＃ｒ＋
ｅａ６．ｅ（に基いて磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｄ
のそれぞれの電磁石励磁電圧ｅ、〜ｅ、を演算する制御
電圧座標逆変換回路８５とで構成されている。そして、
制御電圧座標逆変換回路８５の演算結果、つまり上述し
たｅ、〜ｅ、がパワーアンプ６３ａ〜６３ｄに与えられ
る。

上記制御電圧演算回路８４は、Δ２．Δｉ、から２モー
ドの電磁石制御電圧ｅ８を演算する上下動モード制御電
圧′ｅＬ算回路８６と、Δθ、。

ΔＩｇｙからθ、モードの電磁石制御電圧ｅ１．を演算
するロール・左右動モード制御電圧演算回路８７と、Δ
θ１．Δｉ＃＃からθ、モードの電磁石制御電圧ｅ□を
演算するロール・ヨーモード制御電圧演算回路８８と、
Δξ、Δｉ、からξモードの電磁石制御電圧ｅ、を演算
するピッチモード制御電圧演算回路８９とで構成されて
いる。

以上の諸量は次式にまとめられる。すなわち、浮上体１
５の質量をＭ、分割板２６ａに付随する浮上体１５の前
部および分割板２６ｂに付随する浮上体１５の後部のロ
ール軸（Ｘ軸）回りの慣性モーメントを共にＩｌ、浮上
体１５のヨー軸（２軸）回りの慣性モーメントをＩ４、
浮上体１５のピッチ軸（ｙ輔）回りの慣性モーメントを
Ｉ、とすると、浮上ギャップ長偏差座標変換回路８１お
よび電流偏差座標変換回路８３は、 ・・・（１） ・・・（２） に基いて変換を行う。このとき、浮上体１５の線形近似
運動方程式およびコイル５６に関わる電圧方程式は、各
モード毎に、 ・・・（３〉 ・・・（４） ・・・（６） の４組にまとめられる。ここで、Ｉ０、ｇ、はそれぞれ
磁石ユニット３１ａ〜３１ｄのｙ軸に平行な間隔および
Ｘ軸に平行な間隔であり、Ｆ　、。

Ｆ、はそれぞれ磁石ユニット３１８〜３１ｄの２軸方向
の吸引力および磁石ユニット３１ａ（または３１ｄ）の
ｙ軸方向の吸引力、φは浮上ギャップにおける主磁束、
−（ｈ　ｍ　ｚ　、　　ｙ　、　　ｉ　）は変数ｈ ｈについての関数の偏分オペレータであり、（了）は浮
上体１５の浮上目標値における関数の偏分値を表わす。

また、Ｌ、Ｒはそれぞれコイル５６の浮上ギャップに依
存しない自己インダクタンスおよびコイル５６の電気抵
抗の値、”１、ｕＦはそれぞれｚ、ｙ軸に平行な外力、
Ｔ　ａ、、Ｔ〜、Ｔ２、Ｔ、は、それぞれ分割板２６ａ
、２６ｂのＸ軸まわりのトルク外乱の和、同トルク外乱
の差、ｙ軸まわりのトルク外乱およびｚＩＩｈまわりの
トルク外乱、記号“・”は１階の時間微分を表わしてい
る。

（３）式と（６）式、（４）式と（５）式は次の状態方
程式にまとめることができる。すなわち、状態ベクトル
Ｘ　３＋　　Ｘ　ｓを、 Ｘ、−（Δ２．Δ２．ΔＨ，）　Ｔ または、　　　（八ξ、ΔＦ、ΔＨ，）　Ｔ（但し、Ｔ
は転置を表わす）とし、 ｘ５−（Δθ２．Δｙ、Δｅ７．Δｙ、ΔＨ，）　Ｔま
たは　　　（Δθ６．Δφ、Δθ６．Δφ、Δ１ａａ）
”とすると、Ｘ　３　、Ｘ　ｓについて、Ｘ３　＝Ａ３
　Ｘ３　＋Ｂ３　ｅ３　＋Ｄ３　ｄ・・・（７） Ｘ５　””Ａ５　Ｘ５　＋ｅ、　　ｅ％　＋Ｄ５　ｄ’
、・・（８） の２つのタイプの状態方程式を得ることができる。

ここで・Ａ３・　Ｂ３・　Ｂ３・　Ａ５・　Ｂ５・　Ｄ
うは、 の行列であり、ｅ３＋　　ｅ５は、 ｅ、目ｅ、またはｅｒ、ｅｓ麿ｅｓｙまたはｅｌ、、ｄ
、ｄはそれぞれ、 となる。

また、制御電圧座標逆変換回路８５は、・・・（９） に基いて変換を行う。

上下動モード制・御電圧演算回路８６は第１１図に示す
ように構成されている。すなわち、２モードの磁気浮上
制御系が浮上体１５のｙ方向およびψ方向の運動とは無
関係であるとみなせるため。

Δ２．Δ１８からＡ２の時間変化率Δ°２の推定値′　
　　　−・△・ ΔＺ（以下、記号　　　は推定値を表す。）および２モ
ードの外力Ｕ、の推定値Ｕ、を演算する上下動モード状
態観測器９０と、Δ２．Δｚ、ｕ、。

Ａ１．に適当なフィードバックゲインを乗じるゲイン補
償器９１と、電流偏差目標発生器９２と、Ａ１８を電流
偏差目標発生器９２の目標値より減じる減算器９３と、
この減算器９３の出力値を積分し適当なフィードバック
ゲインを乗じる積分補償器９４と、各ゲイン補償器９１
の出力値の総和を演算する加算器９５と、この加算器９
５の出力値を積分補償器９４の出力値より減じて２モー
ドの電磁石励磁電圧ｅ、を出力する減算器９６とで構成
されている。

ピッチモード制御電圧演算回路８９は第１４図に示すよ
うに構成されている。ξモードの磁気浮上制御系も浮上
体１５のｙ方向およびψ方向の運動とは無関係であると
みなせるため、このピッチモード制御電圧演算回路８９
は上下動モード制御電圧演算回路８６と同様に構成され
ている。すなわち、上下動モード制御電圧演算回路８６
における上下動モード状態観測器９０を、Δξ、ΔｌＦ
からΔξおよびξモードの外乱トルク推定値Ｔ。

を演算するピッチモード状態観測器９７に置換えたもの
となっており、他は上下動モード制御電圧演算回路８６
と同一構成となっている。したがって、この第１４図で
は対応する要素を等しい番号で示し、かつその番号に添
字ａを付して示しである。

ロール・左右動モード制御電圧演算回路８７は第１２図
に示すように構成されている。すなわち、Δθ、を微分
してΔ°θ、を出力する微分器９８と、へ Δθ２．Δ゛θ１．Δｉ□からΔｙ、Δｙおよびθ７モ
ードの外乱トルク推定値♀６．を演算するロール・左右
動モード状態観測器９９と、Δθ、。

ヘ　　ヘヘ Δｙ、Δθ１．ΔＹ、Ｔ□、Δ１．．に適当なフィード
バックゲインを乗じるゲイン補償器９１ｂと、Δｌ１．
を電流（偏差目標値発生器９２ｂで設定された目標値よ
り減じる減算器９３ｂと、この減算器９３ｂの出力値を
積分して適当なフィードバックゲインを乗じる積分補償
器９４ｂと、ゲイン補償器９１ｂの出力値の総和を演算
する加算器９５ｂと、この加算器９５ｂの出力値を積分
補償器９４ｂの出力値より減じてθ、モードの電磁石制
御電圧ｅ□を出力する減算器９６ｂとで構成されている
。

また、ロール・ヨーモード制御電圧演算回路８８は第１
３図に示すように構成されている。この図から判かるよ
うに、ロール・ヨーモード制御電圧演算回路８８は第１
２図に示したロール・左右動モード制御電圧演算回路８
７と同様に構成されている。すなわち、Δθ、を微分し
てΔ°θ、を出力する微分器９８ａと、Δθ１．Δ°θ
２．Δ１０定値Ｔ０を演算するロール・ヨーモード状態
観測へ　　△ 器１００と、Δθ０．Δψ、Δ°θ１．Δψ、Ｔ０゜Δ
１０に適当なフィードバックゲインを乗じるゲイン補償
器９１ｃと、Δｉｏを電流偏差目標値発生器９２ｃで設
定された目標値より減じる減算器９３ｃと、この減算器
９３ｃの出力値を積分して適当なフィードバックゲイン
を乗じる積分補償器９４ｃと、ゲイン補償器９１ｃの出
力値の総和を演算する加算器９５ｃと、この加算器９５
ｃの出力値を積分補償器９４ｃの出力値より減じてθ。

モードの電磁石制御電圧ｅ０を出力する減算器９６Ｃと
で構成されている。

ここで、各モードの状態観測器の構成について説明する
。前述の如く、２モード、ξモードについては、浮上体
１５のｙ方向およびψ方向の運動とは無関係となる。そ
して、これらを同じタイプの状態方程式（７）式で表わ
すことができるので、これらの状態観測器は、たとえば
特願昭６０−１４６０３３号中のものと同一の構成とな
る。

一方、θ２．θ、モードについては、浮上体１５の案内
方向の物理量を推定する必要があるため、２モード、ξ
モードの状態観測器とは異なる構造となる。しかし、（
４）式、（５）式が同じタイプの状態方程式（８）式と
なるため、同じ構造の状態観測器を用いることができる
。以下では、ロール・左右動モード（θ、モード）状態
観測器９つを例にとって磁気浮上系の案内力制御に必要
な物理量を推定する（８）式で表わされる状態観ｔｌｌ
ｊ器の構造について説明する。

状態観４）１器には、同一次元状態観測器、最小次元状
態観測器、適応観測器等様々のものがあるが、ここでは
最も筒中な構成となる最小次元状態観測器を使用し、か
つその構造ができるだけ小規模になるように、支持力制
御に必要な物理量のうち、センサで検出できるものをす
べて状態観Ａｐｊ器への入力に用いるものについて説明
する。すなわち、状態観測器は第１５図に示す構成とな
り、次式で表わされる。

・・・（１０） ここで、ｙはセンサで検出される物理量で、ここでは、
ｙ　−（Ａ＃ｙ　、　Ａｅｙ　、　ＡＩ＃Ｆ）　”　テ
アリ、ｚｏＢは状態観測器の内部変数 ！ｏｎ＝（Ｚｏｓ＋　＋　　ＺＯＢ２　＋　　ＺＯＢ３
　）　”であり、９は状態観測器の出力、ここでは、ｘ
−（Δθ１．Δｙ、Δθ１．Δｙ、Δｊ　ａ　ｙ　＋　
　Ｔ　ａ　Ｆ　）である。

また、ｃ、Ａ、＠、’＆、ｅは以下の構成となる。

Ｊ−α２　−（Ｘｒ　　ａ　３２−（Ｘｒ　　Ｑｓ　　
ｄ　３＋に−ｆｆ＋　　ａ４２　−αｔ　　（Ｚ２　ａ
３２　−（Ｘ２　（Ｉ　３　ｄ　３＋Ｈ＝−（ｘ（Ｕ＊
　　ａｉ２−（Ｘｓ　　ｄｉ＋ここで、α１、２、α、
は状態観ΔＩＩＩ器のパラα メータであり、これらの値を適宜決定して状態観測器の
安定化を計ると電が得られる。

ロール・左右同モード状態観測器９つは、第１５図およ
び（ｌＯ）式に基いて実現されている。

次に、上記のように構成された浮上式搬送装置の動作を
説明する。

装置が停止状態にあるときには、非常用ガイド１３ａ、
１３ｂの上下壁のいずれか一方の内面に浮上体１５の縦
車輪４５が接触している。この状態で装置を起動させる
と、制御装置４１ａは各磁気支持ユニット３１ａ〜３１
ｄに設けられた永久磁石が発生する磁束と同じ向きまた
は逆向きの磁束を各磁気支持ユニット３１　ａ〜３１ｄ
の電磁石で発生させるとともに、磁気支持ユニット３１
ａ〜３１ｂとガイドレール１２ａ、１２ｂとの間に所定
のギャップ長を維持させるべく各励磁コイル５６に流す
電流を制御する。これによって、第４図に示したように
、各磁気支持ユニットの近傍には、永久磁石５３〜継鉄
５５〜ギヤツプＰ〜ガイドレール１２ａ　（１２ｂ）　
〜ギャップルーＢ鉄５５〜永久磁石５３の経路からなる
磁気回路が形成される。この場合、前記電流設計値ｉａ
ｏ　−ｉａｏ　および２〜ξモードの各電流偏差目標発
生器９２゜９２ａ、９２ｂ、９２ｃの出力を零にセット
しておくと、ギャップ長は浮上体１５など被支持体のｍ
】と、各永久磁石５３の起磁力による各磁気支持ユニッ
ト３１ａ〜３１ｂと各ガイドレール１２ａ、１２ｂとの
間の磁気的吸引力とが丁度釣合う値に落着く。このとき
、連結機構２７の存在によって各磁気支持ユニット３１
ａ〜３１ｂとガイドレール１２ａ、１２ｂとの間のギャ
ップ長は、互いに干渉しない独立した値に保持される。

制御装置４１ａは、この磁気ギャップ長を維持すべく各
磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｄの電磁石の励磁電流制
御を行う。これによって、いわゆるゼロパワー制御がな
される。

なお、浮上体１５がリニア誘導電動機の固定子の真下に
あるときに固定子を付勢すると、基台２５が固定子から
推進力を受ける。この結果、浮上体１５は磁気浮上状態
のままガイドレール１２ａ。

１２ｂに沿って走行を開始する。浮上体１５が空気抵抗
等の影響で完全に静止するまでの間に再び固定子が配置
されていれば、浮上体１５は再度推進力を受ける。この
ため、ガイドレール１２ａ。

１２ｂに沿った移動を持続する。したかって、前記実施
例と同様に浮上体１５を非接触状態で目的とする地点ま
で移動させることができる。

ところで、浮上体１５がガイドレール１２ａ。

１２ｂの曲線部分を通過するときなどのように、浮上体
１５に走行方向と直交する方向の力、つまり案内方向の
外力が加わると、浮上体１５がｙ方向およびψ方向に揺
れようとする。しかし、この実施例によれば、上記揺れ
に伴うΔθ１．Δ゛θ、。

Δｊ、ｙ、　Δ゛θ１．Δθ、およびΔｉｏの変化から
直ちにロール・左右動モード状態観１４ＩＩＩ器９９お
よびロール・ヨーモード状態観測器１００により推へ　
　△　　　　△　　　へ 定値Δｙ、Δｙ、Ｔａ、、Δψ、ΔψおよびＴｏが演算
される。これら推定値はゲイン補償器９１ｂ。

９１ｃを介してθ、モードの電磁石制御電圧ｅ、ｙおよ
びθ、モードの電磁石制御電圧ｅ□にフィードパツクさ
れる。すなわち、ｅａｙおよびｅ□は、制御電圧座標逆
変換回路８５によって磁気支持ユニッ）３１ａ〜３１ｄ
のそれぞれの電磁石励磁電圧ｅａ−ｅｄに変換される。

したがって、第２図を参照しながら説明すると、磁気支
持ユニット３１ａ〜３１ｄのうちガイドレール１２ａ、
１２ｂの中心から遠ざかる磁気支持ユニットについては
吸引力が増加し、ガイドレール１２ｂ、、１２ａの中心
に近付く磁気支持ユニットについては吸引力が減少する
ように制御装置４１ａが各コイル５６を励磁することに
なる。このため、浮上体１５に生じたＸ方向およびψ方
向の揺れは、連結機構２７を軸とした分割板２６ａ、２
６ｂの互いに独立したローリングとともに急速に減衰し
、再び安定した磁気浮上状態に回復することになる。

上記実施例は、浮上体１５の進行方向と２つの分割板２
６ａ、２６ｂを互いに回転可能にする連結機構２７の回
転軸とが平行である場合の例であるが、本発明はこの関
係に限定されるものではない。すなわち、本発明は第１
６図に示すように浮上体１５を９０″回転させて進行方
向および案内方向を入替え、しかも各磁気支持ユニット
３１８〜３１ｂにおける継鉄５５がガイドレール１２ａ
’１２ｂ’　に対して外側にずれた状態で対向するよう
に配置された場合にも適用できる。この場合、浮上体１
５のＸ方向（案内方向）の水平運動は同ξ方向（ピッチ
方向）の回転運動と関わるようになり、また浮上体１５
のψ方向の回転運動は２つの分割板２６ａ、２６ｂの互
いに逆向きのθ方向の回転運動と関わるようになる。一
方、浮上体１５の２つの分割板２５ａ、２６ｂの互いに
同じ向きのθ方向の回転運動は、浮上体１５のＸ方向の
水平運動とは無関係となる。

第１７図にはガイドレール１２ａ’　、１２ｂ＋。

浮上体１５１分割板２６ａ、２６ｂ、磁気支持ユニッｌ
’　３１　ａ〜３１ｄおよび連結機構２７を第１６図に
示す関係に設けたときの制御袋ｆｆｆ４１ｂの構成が示
されている。、なお、ここではＸ方向の水平運動とは無
関係となった浮上体１５のロール（θ方向）に関する磁
気浮上制御系をθモード。

ψ方向（ヨ一方向）の運動に影響する浮上体１５のロー
ル（θ方向）に関する磁気浮上制御系をθψモード、Ｘ
方向（案内方向）の運動に影響する浮上体１５のピッチ
（ξ方向）に関する磁気浮上制御系をξ８モードとして
説明する。また、第１＼　　　７図では第１０図と同一
部分が同一符号で示されている。

演算回路６２ｂは、第１０図に示した浮上ギャップ長偏
差座標変換回路８１を浮上ギャップ長偏差座標変換回路
１０３に置換えている。この浮上ギャップ長偏差座標変
換回路１０３は、ギャップ長偏差信号Δ２．〜Δ２．か
ら浮上体１５の重心の２方向（支持方向）の移動量Δ２
と、浮上体１５における分割板２６ａ、２６ｂのθ方向
（ロール方向）のそれぞれの回転角の和Δθと、浮上体
１５のψ方向（ヨ一方向）の回転に伴う分割板２６ａ、
２６ｂのθ方向（ロール方向）のそれぞれの回転角の差
Δθ、と、浮上体１５の重心のＸ方向（案内方向）の移
動に伴う浮上体１５のξ方向（ピッチ方向）の回転角Δ
ξ８とを演算する。また、？？５１０図に示す電流偏差
座標変換回路８３を電流偏差座標変換回路１０４に置換
えている。この電流偏差座標変換回路１０４は、電流偏
差信号Δｉ、〜Δｉ、から浮上体１５の重心の２方向の
運動に係わる電流偏差Δ１８と、浮上体１５における分
割板２６ａ、２６ｂの互いに同じ向きのローリングに関
わる電流偏差Δｉ、と、浮上体１５のψ方向の回転に伴
う分割板２６ａ、２６ｂの互いに逆向きのローリングに
関わる電流偏差Δｉ。

と、重心のＸ方向の移動に伴う浮上体１５のピッチング
に関わる電流偏差Δｉ１．とを演算する。また、第１０
図に示す制御電圧演算回路８４を制御電圧演算回路１０
５に置換えている。この制御電圧演算回路１０５は、浮
上ギャップ長偏差座標変換回路１０３および電流偏差座
標変換回路１０４の出力Δ２．Δθ１　Δθ１．Δξ８
．Δｉ、、Δｉ、、Δ１０．Δｉ　ｉｘから浮上体１５
のＸ方向の移動量ΔＸと、同ψ方向の回転量Δψと、そ
れらへ　　　△ の時間変化率ΔＸ、Δψと、分割板２６ａ、２６ｂに加
えられたθ方向の外乱トルクの差Ｔａ、および浮上体１
５に加えられたξ方向の外乱トルクＴ、ｌを演算し、２
．θ、θ１．ξ１の各モードにおいて浮上体１５を安定
に磁気浮上させるモード別電磁石制御電圧ｅｌ　Ｈｅａ
　、　　ｅａ、、ｅｆ”を演算する。さらに、第１０図
に示す制御電圧座標逆変換回路８５を制御電圧座標逆変
換回路１０６に置換えている。この制御電圧座標逆変換
回路１０６は、制御電圧演算回路１０５の出力ｅ　ｒ　
、　　ｅ　ａ　。

ｅａｄｚｅ（ｓに基いて磁気支持ユニット３１ａ〜３１
ｄのそれぞれの電磁石励磁電圧ｅ、〜ｅ、を演算する。

そして、制御電圧座標逆変換回路１０６の演算結果、つ
まり上記ｅ、〜ｅ、がパワー°アンプ６３ａ〜６３ｄに
それぞれ入力される。

制御電圧演算回路１０５は、Δ２．Δｉ、から２モード
の電磁石励磁電圧ｅ、を演算する上下動モード制御電圧
演算回路１０７と、Δθ、Δｉ。

からθモードの電磁石励磁電圧ｅ＃を演算するロールモ
ード制御電圧演算回路１０８と、Δθ、。

Δｉ１．からθ、モードの電磁石励磁電圧ｅ□を演算す
るロール・ヨーモード制御電圧演算回路１０９と、Δξ
オ、Δｉ、８からξ、モードの電磁石励磁電圧ｅ、を演
算するピッチ・前後動モード制御電圧演算回路１１０と
で構成されている。

ここで、ギャップ長偏差座標変換回路１０３、電流偏差
座標変換回路１０４は、（１）式および（２）式のΔθ
、をΔθに、ΔξをΔξ８に、Δｉ、ｙをΔｉ＃に置き
換えただけの演算を行うことになる。なぜなら、演算回
路６２ａのΔθ、モードがΔθモードに、同Δξモード
がΔξ、モードに変わってもギャップセンサ３４ａ〜３
４ｄおよび電流検出器６５ａ〜６５ｄで検出される物理
量には何等変わりがないからである。また、このモード
における浮上体１５の運動方程式および電圧方程式は、
（３）式から（６）式のうち、（４）式が、・・・（１
１） に、また（６）式が、 ・・・（１２） に、また（５）式が、 ・・・（１３） にそれぞれ置き代わる。ここで、Ｆ、は磁石ユニット３
１ａ（または３１ｂ）のＸ軸方向の吸引力、ｕ８はＸ軸
に平行な外力、Ｔ１、ＴＦＸはそれぞれ分割板２６ａ、
２６ｂのＸ軸まわりのトルク外乱の和、ｙ軸まわりのト
ルク外乱である。

（１１）式〜（１３）式より明らかなように、（１１）
式は（７）式、（１２）式と（１３）式は（８）式の状
態方程式の形にまとめられる。このとき、（７）式、（
８）式のｅ３．ｅ５は、ｅ　３　”　ｅ　ｒまたはｅ、
に、ｅ５−６ｍ４またはｅ、に、ｄ、ｄ’はそれぞれ、
となる。また、制御電圧座標逆変換回路１０６は、（９
）式のｅ、をｅ、８にｅａｙをｅ、に置き換えた演算を
行う。

上下動モード制御電圧演算回路１０７は第１８図に示す
ように構成されている。すなわち、この上下動モード制
御電圧演算回路１０７は第１１図に示した上下動モード
制御電圧演算回路８６と同様に、上下動モード状態観測
器９０を同様に構成された上下動モード状態観測器９０
ａと、ゲイン補償器９１ｄと、電流偏差目標値発生器９
２ｄと、減算器９３ｄと、積分補償器９４ｄと、加算器
９５ｄと、減算器９６ｄとで構成されている。

ロールモード制御電圧演算回路１０８は第１９図に示す
ように構成されている。θモードの磁気浮上制御系は浮
上体１５のＸ方向およびψ方向の運動とは無関係である
とみなせ、（７）式の状態方程式となる。このため、こ
のロールモード制御電圧演算回路１０８は、第１８図に
示した上下動モード制御電圧演算回路１０７と同様に構
成されている。すなわち、上下動モード電圧演算回路１
０７における上下動モード状態観測器９０ａをパラメー
タの値のみ異なるが同じ構成のロールモード状態観測器
１１１に置換え、他は同じ構成となっている。したがっ
て、第１９図では対応する要素を同一番号で示し、これ
に添字ｅを付して示しである。ロールモード状態観測器
１１１は、Δθ。

Δｉ、からΔθおよびθモードの外乱トルク推定値Ｔ、
を演算する。

ロール・ヨーモード制御電圧演算回路１０９は第２０図
に示すように構成されている。この図から判かるように
、ロールヨーモード制ｇｆＪ電圧演算回路１０９は、状
態観測器のパラメータは異なるが、第１３図に示したロ
ール・ヨーモード制御電圧演算回路８８と同様に構成さ
れている。したがって、この第２０図では対応する要素
を同一番号で示し、かつこれらに添字を付して示しであ
る。

一方、ピッチ・前後動モード制御電圧演算回路１１０は
第２１図は示すように構成されている。

このモードは、（８）式の状態方程式にまとめられる。

したがって、この図から判かるように、ピッチ・前後動
モード制御電圧演算回路１１０は、ロール・ヨーモード
制御電圧演算回路１０９と同様に構成されている。すな
わち、Δξ８を微分してΔ゛ξ、を出力する微分器９８
ｃと、Δξ、。

へへ Δ°ξ８、ΔＬｌｘからΔＸ、ΔＸおよびξ８モードの
外乱トルク推定値ＴＦＸを演算するピッチ・前後へ 動モード状態観？ｆｇＩ器１１２と、Δξ、、ΔＸ。

へ　　△ Δ°ξ８．ΔＸ、ＴＦＩＩ　　Δｉ、ｘに適当なフィー
ドバックゲインを乗じるゲイン補償器９１ｇと、ΔｉＦ
８を電流偏差目標発生器９２　ｇで設定された目標値よ
り減じる減算器９３ｇと、この減算器９３ｇの出力値を
積分して適当なフィードバックゲインを乗じる積分補償
器９４ｇと、ゲイン補償器９１ｇの出力値の総和を演算
する加算器９５ｇと、この加算器９５ｇの出力値を積分
補償器９４ｇの出力値から減じてξ、モードの電磁石制
御電圧ｅ（ｍを出力する減算器９６ｇとで構成されてい
る。

以上のように変形された制御装置４］ｂを用いることに
よって、第１５図に示すように浮上体１５をガイドレー
ル１２ａ’　、１２ｂ’に沿わせて走行させる場合にも
前記実施例と同様の効果を発揮させることができる。

また、上述した各実施例は、浮上体１５を２本の強磁性
のガイドレール１２ａ、１２ｂあるいはガイドレール１
２ａ’　、１２ｂ’　に沿わせて走行させる浮上式搬送
装置に本発明を適用した例であるが、浮上体１５を走行
させることなく、単に磁気吸引力で吊下げ保持する場合
にも本発明を適用できる。

たとえば、第２２図に示すように電磁石５１゜５２の継
鉄５５を覆う長方形に比べて長さ、幅とも短く形成され
た４つの強磁性ガイド１２３ａ〜１２３ｄに対して、磁
気支持ユニッｈ３１ａ〜３１ｄを図示の如く、浮上体１
５がψ方向に回転したときに浮上体１５に加わる各磁気
支持ユニットのＸ方向の案内力とｙ方向の案内力とが浮
上体１５に同一方向のヨーイングを発生させるように対
向配置させた場合にも適用できる。このように磁気支持
ユニット３１ａ〜３１ｄを配置すると、浮上体１５に加
わるψ方向のトルクがＸ方向の案内力とｙ方向の案内力
の和で決定されるため、浮上体１５のヨーイングを効果
的に減衰させることが可能となる。この場合、浮上体１
５の磁気浮上制御系は、２モード、θ、モード、θゆモ
ードおよびξ１モードに分割できる。

第２３図には第２２図の組合わせに対処する制御装置４
１ｃが示されている。なお、この図では第１７図と同一
部分が同一符号で示しである。こ　−の制御装置４１ｃ
が第１７図に示した制御装置４１ｂと異なる点は、２モ
ードのみが（７）式の状態方程式で、他の３つのモード
が（８）式の状態方程式であられされることに由来する
演算回路６２ｃの構成にある。すなわち、演算回路６２
ｃは、第１７図における浮上ギャップ長偏差座標変換回
路１０３を、（１）式におけるΔξをΔξ１に置換えた
演算を行う浮上ギャップ長偏差座標変換回路１２１に置
換えている。この浮上ギヤツブ長偏差座標変換口路１２
１は、ギャップ長偏差信号Δ２゜〜Δｚ４から浮上体１
５の重心の２方向（支持方向）の移動量Δ２と、浮上体
１５の重心のＸ方向（案内方向）の移動に伴う分割板２
６ａ、２６ｂのθ方向（ロール方向）のそれぞれの回転
角の和Δθ、と、浮上体１５のψ方向（ヨ一方向）の回
転に伴う分割板２６ａ、２６ｂのθ方向（ロ°−ル方向
）のそれぞれの回転角の差Δθ、と、浮上体１５の重心
のＸ方向（案内方向）の移動に伴う浮上体１５のξ方向
（ピッチ方向）の回転角Δξ８とを演算する。また、第
１７図に示す電流偏差座標変換回路１０４を、（２）に
おけるｉ、をｉｌ、に置換えた演算を行う電流偏差座標
変換回路１２２に置換えている。この電流偏差座標変換
回路１２２は、電流偏差信号Δｉ、〜Δｉ４から浮上体
１５の重心の２方向の運動に関わる電流偏差Δｉ。

と、浮上体１５の重心のＸ方向の移動に伴う分割板２６
ａ、２６ｂの互いに同じ向きのローリングに関わる電流
偏差Δｉ□と、浮上体１５のψ方向の回転に伴う分割板
２６ａ、２６ｂの互いに逆向きのローリングに関わる電
流偏差Δｉ５．と、重心のＸ方向の移動に伴う浮上体１
５のピッチングに関わる電流偏差Δｉ２．とを演算する
。また、第１７図に示す制御電圧演算回路１０５を制御
電圧演算回路１２３に置換えている。この制御電圧演算
回路１２３は、浮上ギャップ長偏差座標変換回路１２１
および電流偏差座標変換回路１２２の出力Δ　２　、　
　　Δ　θ　、　　、　　　Δ　θ　−、Δ　ξ　８　
　、　　　Δ　　ｉ　　、　　、　　　Δ　　Ｌｅｙｒ
Δｉ□、Δｉ、から浮上体１５のＸ方向の移動量へ Δｙと、同一方向の回転量Δψと、同Ｘ方向の移へ　　
　　　　　　　　　　　　　へ　　ヘ　　ヘ動量ΔＸと
、それらの時間変化率Δｙ、Δψ、ΔＸと、分割板２６
ａ、２６ｂに加えられたθ方向へ の外乱トルクの和Ｔａ、と、同θ方向の外乱トルクの差
Ｔ０と、浮上体１５に加えられたξ方向の外へ 乱トルクＴ、とを７ｊｔ算し、２．θ１．θ１．ξ８の
各モードにおいて浮上体１５を安定に磁気浮上させるモ
ード別電磁石制御電圧ｅｘ　＊　　ｅ　＃Ｆｌ　　ｅ　
＃＃１ｅｆ、を演算する。さらに、第１７図に示す制御
電圧座標逆変換回路１０６を、（９）式におけるｅ。

をｅｒＸに置換えた演算を行う制御電圧座標逆変換回路
１２４に置換えている。この制御電圧座標逆変換回路１
２４は、制御電圧演算回路１２３の出力ｅｘ　１　　ｅ
ｅｙ＋　　ｅｅａ＋　　ｅｙｘに基いて磁気支持ユニッ
ト３１ａ〜３１ｄのそれぞれの電磁石励磁電圧ｅ、〜ｅ
、を演算する。そして、制御電圧座標逆変換回路１２４
の演算結果、つまり上記ｅ、〜ｅ６をパワーアンプ６３
ａ〜６３ｄに与えている。

制御電圧演算回路１２３は、Δ２．Δｉ、から２モード
の電磁石励磁電圧ｅ、を演算する上下動モード制御電圧
演算回路１２５と、Δ８２．Δｉ、。

からθ、モードの電磁石励磁電圧ｅａｙを演算するロー
ル・左右動モード制御電圧演算回路１２６と、Δθ１．
Δｉ、、からθ、モードの電磁石励磁電圧ｅ＃、を演算
するロール・ヨーモード制御電圧演算回路１２７と、Δ
ξ８．Δｉ１．からξ、モードの電磁石励磁電圧ｅ（ｘ
を演算するピッチ・前後動モード制御電圧演算回路１２
８とで構成されている。

なお、上下動モード制御電圧演算回路１２５．ロール・
左右動モード制御電圧演算回路１２６．ロール・ヨーモ
ード制御電圧演算回路１２７およびピッチ・前後動モー
ド制御電圧演算回７８１２８は、それぞれ第２４図から
第２７図に示すように構成されている。これらの図では
、第１２図、第１８図、第２０図および第２１図に示さ
れた要素に対応する要素に同一番号を付すとともに添字
を付して示されている。

上記のような制御装置４１ｃを用いるとにより、ガイド
１２３ａ〜１２３ｄに対する浮上体１５の磁気浮上状態
を第２２図の全ての座標系において安定化させることが
できる。

第９図および第１６図に示す例では、浮上体１５の進行
方向が固定されているが、第９図に示すガイドレール１
２ａ、１２ｂと第１６図に示すガイドレール１２ａ／　
、　　１２ｂ　／　とを直角に交差させた構造の第２８
図に示されるようなガイドレール１２９の分岐部１３０
において浮上体１５の進行方向を略直角に変えるような
場合でも若干の変更を加えるだけで本発明を適用できる
。

すなわち、浮上体１５が矢印Ｂ方向に走行するときには
第１０図に示される演算回路６２ａで浮上体１５の２モ
ード、θ、モード、θ、モードおよびξモードの磁気浮
上制御を達成できる。一方、浮上体１５が矢印Ｃ方向に
走行するときには第１７図に示される演算回路６２ｂで
浮上体１５の２モード、θモード、θ、モードおよびξ
８モードの磁気浮上制御を達成できる。このとき、Δθ
とΔθ、は分割板２６ａ、２６ｂのθ方向の回転角の和
を表す物理量であり、またΔξとΔξ８も浮上体１５の
ξ方向の回転角を表す物理量である。

このため、ギャップ長偏差Δｚ、、ΔＺｂ＋Δｚ１．Δ
ｚ４と、電流偏差Δｉ、、Δｉｂ。

Δｉ１．Δｉ、とには浮上体１５の進行方向に拘らず同
一の座標変換が施される。したがって、第１０図のモー
ド別電磁石制御電圧ｅ　Ｈ、ｅ　ａｙｒｅａ６．ｅ（お
よび第１７図のモード別電磁石制御電圧ｅｘ　、　　ｅ
ａ　＋　　ｅａ、＋　　ｅｒｇに同一の座標逆変換を施
すことにより電磁石励磁電圧ｅｍ、ｅｂｒｅ　ｇ　＋　
　ｅ　ａを得ることができる。すなわち、第１０図の浮
上ギャップ長偏差座標変換回路８１と第１７図の浮上ギ
ャップ長偏差座標変換回路１０３、第１０図の電流偏差
座標変換回路８３と第１７図の電流偏差座標変換回路１
０４、第１０図の制御電圧座標逆変換回路８５と第１７
図の制御電圧座標逆変換回路１０６とは同じものとなる
。

このような理由から、浮上体１５の進行方向が異なる毎
にそれぞれの進行方向に適したモード別電磁石制御電圧
が選択できるような手段を制御電圧演算回路８４あるい
は制御電圧演算回路１０５に設ければよいことになる。

第２９図乃至第３２図には上述した要望を満す制御電圧
演算回路が示されている。すなわち、この制御電圧演算
回路は、第２９図に示す上下動モード制御電圧演算回路
１３１と、第３０図に示すロール・左右動モード制御電
圧演算回路１３２およびロール・モード制御電圧演算回
路１３３と、浮上体１５に取付けられガイドレール１２
ａおよびガイドレール１２ｂ′の有無を検出する２つの
近接センサ１３４ａ、１３４ｂと、これら近接センサ１
３４ａ、１３４ｂの出力に基いて浮上体１５の進行方向
が矢印Ｂ方向のときにはロール・左右動モード制御電圧
演算回路１３２の出力を選択し、浮上体１５の進行方向
が矢印Ｃ方向のときにはロール・モード制御電圧演算回
路１３３の出力を選択する選択回路１３５ａと、第３１
図に示されるロール・ヨーモード制御電圧演算回路１３
６゜１．３７と、近接センサ１３４ａ、１３４ｂの出力
に基いて浮上体１５の進行方向が矢印Ｂ方向のときには
θ、モードのモード別電磁石制御電圧ｅ　１１ｍを演算
するロール・ヨーモード制御電圧演算回路１３６の出力
を選択し、浮上体１５の進行方向が矢印Ｃ方向のときに
はθ、モードのモード別電磁石制御電圧ｅ　ａ４ｂを演
算するロール・ヨーモード制御電圧演算回路１３７の出
力を選択する選択回路１３５ｂと、第３２図に示される
ピッチモード制御電圧演算回路１３８およびピッ、チ・
前後動モード制御電圧演算回路１３９と、近接センサ１
３４ａ、１３４ｂの出力に基いて浮上体１５の進行方向
が矢印Ｂ方向のときにはピッチモード制御電圧演算回路
１３８の出力を選択し、浮上体１５の進行方向が矢印Ｃ
方向のときにはピッチ・前後動モード制御電圧演算回路
１３９の出力を選択する選択回路１３５Ｃとで構成され
ている。

ここで、ロール・ヨーモード制御電圧演算回路１３６の
ゲイン補償器９１ｐおよび積分補償器９４ｐは、第３３
図（ａ）、（ｂ）に示されるように、近接センサ１３４
ａ、１３４ｂの検出信号に基いてそれぞれ、２揮のゲイ
ンＦとＦ′およびＫとに′を選択できるように選択回路
１４０ａ。

１４０ｂを備えている。

上記構成であると、浮上体１５が矢印Ｂ方向に進んでい
るときは近接センサ１．３４ａがガイドレール１２ａを
検出するために制御電圧演算回路からｅｘ、ｅ＠ｙ、ｅ
□、、ｅ、が出力される。また、浮上体１５が矢印Ｃ方
向に進んでいるときは近接センサ１３４ｂがガイドレー
ル１２ｂ′を検出するために制御電圧演算回路からｅ、
、ｅｓ。

ｅｇ４ｂ＊ｅ１ｍが出力されることになる。

なお、浮上体１５が分岐部１３０の中央に位置した場合
には、ガイドレール１２ａ、１２ｂとガイドレール１２
ａ′　１２ｂ′との交差部りが電磁石５１．５２の３極
の上端面の大部分と対向し、磁気支持ユニット３１’−
ａ〜３１ｄのＸ方向およびＸ方向の案内力が極端に低下
する。このため、浮上体１５のＸ方向、Ｘ方向およびψ
方向の案内力の制御は不能となる。この実施例では近接
センサ１３４ａ、１３４ｂがガイドレール１２ａおよび
ガイドレール１２ｂ′を同時に検出したときには。

制御電圧演算回路からｅ　ｓ　＋　　ｅ　ａ　＊　　ｅ
　ａ　ｄ　Ｍ　ｒ　　ｅＦが出力されるように選択回路
１３５ａ、１３５ｂ。

１３５ｃを切換えるとともに、ロール・ヨーモード制御
電圧演算回路１３６では選択回路１４０ａ。

１４０ｂによってゲイン補償器９１ｐのゲインおよび積
分補償器９４ｐのゲインをそれぞれＦ′およびに′に切
換えるようにしている。また、このとき浮上体１５のψ
方向（ヨ一方向）の浮上制御が施されないようにロール
・ヨーモード制御電圧演算回路１３６中のロール・ヨー
モード状態観ｉ’１ｌｌｌ△　　△　　　△ 器１００ｃで推定されたΔψ、ΔψおよびＴｏを入力と
する３つのゲイン補償器９１ｐのゲインＦ′を全て零に
設定し、他のΔθ１．Δ°θ、およびΔｉ□を人力とす
るゲイン補償器９１ｐのゲインＦ′および積分補償器９
４ｐのゲインＫ　’　を分割板２６ａ、２６ｂの互いに
逆向きのθ方向の回転運動を安定化させる値に設定して
いる。

なお、第２８図に示す例では、分割板２６ａ。

２６ｂのθ方向の回転角にΔθ、の回転角差が生じた場
合、浮上体１５が矢印Ｂ方向に走行しているときには浮
上°体１５にψ方向のトルクが加わり、また浮上体１５
が矢印Ｃ方向に走行しているときには浮上体１５にψ方
向とは逆向きのトルクが加わることになる。このため、
ロール・ヨーモード制御電圧演算回路１３６のロール・
ヨーモード状へ　　　へ 態観ｉ’ｊｌｌＪ器１００ｃによって推定されるΔψ、
Δψ。

へ Ｔ１．とロール・ヨーモード制御電圧演算回路１３７の
ロール・ヨーモード状態観ａｐｊ器１００ｄ△　　△　
△ によって推定されるΔψ、Δψ、Ｔｏとはそれぞれ反対
の方向を示すことになる。

一方、ガイドレール１２ａ’　、１２ｂｚの間隔を第２
８図に示す場合より広げ、第３４図に示すように、継鉄
５５がガイドレール１２ａ’、１２ｂ′より内側に所定
だけずれるように磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｄを対
向配置させると、分割板２６ａ、２６ｂにΔθ、の回転
角差が生じても進行方向（矢印Ｂ、Ｃ）に拘らず浮上体
１５にはψ方向のトルクが加わることになる。このため
、ロール・ヨーモード制御電圧演算回路１３６のロール
・ヨーモード状態観測器１００Ｃによって推△へ△ 定されるΔψ、Δψ１　Ｔｏとロール・ヨーモード制御
電圧演算回路１３７のロール・ヨーモード状へ　　へ 悲観′／１ｌ１１器１００ｄによって推定されるΔψ、
Δψ。

△ Ｔｏとはそれぞれ同一の方向を示すことになる。

したがって、この場合にはロール・ヨーモード制御電圧
演算回路１３６において、浮上体１５の進行方向に拘ら
ず分割板２６ａ、２６ｂの互いに逆向きのθ方向の回転
運動を安定化させ得るようにゲイン補償器９１ｐおよび
積分補償器９４ｐのゲインＦ、Ｋを設定しておけば第３
１図に示すロール・ヨーモード制御電圧演算回路１３７
、選択器１３５ｂを省略することが可能となる。さらに
、この場合、ロール・左右動モード制御電圧演算回路１
３２およびピッチ・前後動モード制御゛亀圧演算回路１
３９において、分割板２６ａ、、２６ｂの互いに同じ向
きのθ方向の回転運動および浮上体１５のξ方向の回転
運動を浮上体１５の進行方向に拘らず安定化させ得るよ
うにゲイン補償器９１ｍ、９１ｕおよび積分補償器９４
ｍ、９４ｕのゲインＦ、Ｋを設定し、さらに浮上体１５
が分岐部１２９の中央に位置しても分割板２６ａ、２６
ｂの互いに逆向きのθ方向の回転運動を安定化させ得る
ようにロール・ヨーモード制御電圧演算回路１３６にお
けるゲイン補償器９１ｐおよび積分補償器９４ｐのゲイ
ンＦ、Ｋを設定しておけば、制御電圧演算回路を第２３
図に示した制御電圧演算回路１２３と同じ構成にするこ
とができる。っまリ、近接センサ１３４　ａ、　　１３
４　ｂ、　ロール−モード制御電圧演算回路１３３、ピ
ッチモード制御電圧演算回路１３８、選択回路１３５ａ
、１３５ｂ、１３５ｃ、１４０ａ、１４０ｂも省略する
ことができる。

上記のように変形された制御電圧演算回路を用いること
により、ガイドレールに沿って走行する浮上体１５の進
行方向が略９０°変わる場合でも、浮上体１５の磁気浮
上状態を、そのガイドレール上の浮上位置に適した全て
の座標系において安定化させることができる。

また、上記各実施例では、基台２５が２つの分割板２６
ａ、２６ｂと、これらを進行方向と平行あるいは直交す
る回転軸の回りで回転可能に連結する連結機構２７とで
構成されているが、基台２５における回転軸の方向、個
数および位置は同等特定されない。本発明に係る吸引式
磁気浮上装置は、用途、浮上体の形状、磁気支持ユニッ
トの個数等により、たとえば第３５図〜第３８図に示す
ように種々変形可能である。

第３５図には浮上体１５ａを３つの磁気支持ユニット３
１ａ〜３１ｃで浮上させるようにした例が示されている
。この場合１こは回転軸を備えた連結機構を用いなくて
もそれぞれの磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｃの浮上ギ
ャップ長を互いに独立に変化させることができる。した
がって、基台２５ａに連結機構を組込む必要はない。

第３６図には浮上体１５ｂの進行方向に対し僅か傾いた
回転軸まわりに回転可能な連結機構２７を基台２５ｂに
設けた例が示されている。また、第３７図には浮上体１
５ｃを５つに分割し、各分割体に図に示す関係に磁気支
持ユニット３１ａ〜３１ｆを設けるとともに各分割体を
４つの連結機構２７ａ〜２７ｄで連結したものが示され
ている。

第３８図には浮上体１５ｄを６つに分割し、各分割体に
図に示す関係に磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｈを設け
るとともに各分割体を５つの連結機構２７ａ〜２７ｅで
連結したものが示されている。

これらの図において、各連結機構は全ての磁気支持ユニ
ットの浮上ギャップ長を互いに独立に変化するように各
分割体間を連結している。

また、上述した各列では、複数の磁気支持ユニットにお
ける全ての浮上ギャップ長を互いに独立に変化させるこ
とができるようにするために、基台を複数に分割すると
ともに、各分割体間を回転可能な連結機構で連結してい
るが、この構成に限られるものではない。たとえば、第
３９図に示すように、１枚の平板状の基台２５ｅを用い
、この基台２５ｅの４隅にそれぞれ支持部材１８１を取
付け、これら支持部材１８１にＬ字形台座１８３を２組
の平行リンク機構１８５を介して２方向（上下方向）に
のみ可動自在に取付け、これらＬ字形台座１８３に磁気
支持ユニット３１ａ〜３１ｄを固定し、さらにＬ字形台
座１８３の下面と基台２５ｅの上面との間にバネ１８７
とショックアブソーバ１８９とから構成されるサスペン
ション１９１介在させるようにしてもよい。

さらに、上述した各列では磁気支持ユニットを水平に取
付け、かつ磁気支持ユニットの継鉄間の外側寸法よりも
狭い平板状のガイドレールの下面に対して外側にずれた
状態で対向配置させている。

しかし、本発明は、この配置関係や形状に限定されるも
のではない。すなわち、浮上体が安定な磁気浮上状態に
あるとき、ガイドもしくはガイドレールと磁気支持ユニ
ットとの間に支持力と案内力とが同時に発生する配置で
あればよく、この条件を満せばガイドもしくはガイドレ
ールがどのような配置および形状であってもよい。たと
えば、第４０図、第４１図に示されるように種々の変形
が可能である。すなわち、第４０図に示されている例で
は、幅が磁気支持ユニット３１ａ〜３１ｄ（但し、ユニ
ット３１ｃ、３１ｄは図示せず）の継鉄５５間の外径寸
法と同等の平板状のガイドレール２０３ａ、２０３ｂを
軌道枠２０５に傾けて取付け、さらに支持方向の浮上ギ
ャップ長が検出できるようにギャップセンサ３４ａ〜３
４ｄ（但し、センサ３４ｃ、３４ｄは図示せず）を基台
２５ｆの上面に配置している。この場合、磁気支持ユニ
ット３１ａ　〜３１ｄとガイドレール２０３ａ。

２０３ｂとの間に発生する吸引力は、支持力（２方向）
と案内力（ｙ方向）とに分解されるため強い案内力を得
ることができる。第４１図に示される例では、断面が磁
気支持ユニ・ノド３１ａ〜３１ｄ（但し、ユニット３１
ｃ、３１ｄは図示せず）の２つの継鉄５５に対向するＵ
字形状のガイドレール２０７ａ、２０７ｂを軌道枠２０
９に縦に取付け、Ｈ字状の断面形状を有する２枚の分割
板を連結機構２７により連結して構成された基台２５ｇ
の側面四隅に磁気支持ユニ・ソト３１ａ〜３１ｄ（但し
、ユニット３１ｃ、３１ｄは図示せず）を配置し、さら
に支持方向の浮上ギヤ・ノブ長が検出できるようにギャ
ップセンサ３４ａ〜３４ｄ（但し、センサ３４ｃ、３４
ｄは図示せず）を基台２５ｇの四隅下端に下向きに取付
けている。また、基台２５ｇを構成する２枚の分割板の
上方には、それぞれ２つに分割された制御装置４１ａ、
？４源４３および荷台２１１が配置され、これらによっ
てｌＶ上体１５ｇが構成されている。この例では、継鉄
５５が２方向にずれたときにガイドレール２０７ａ、２
０７ｂに作用する上方向の吸引力で浮上体１５ｇの総重
量を支持しているため、継鉄５５とガイドレール２０７
ａ、２０７ｂとの間の吸引力の大部分を案内力に利用す
ることができる。

また、上述した６例では、２つの電磁石の間に永久磁石
を介在させた構成の磁気支持ユニットを用いているが、
このような構成に限定されるものではなく、たとえば電
磁石のみで磁気支持ユニットを構成してもよい。

また、上述した６例では、制御装置およびその動作をア
ナログ制御的に表現しであるが、このような制御方式に
限定されるものではなく、デジタル制御方式を採用して
もよい。

さらに、上述した６例では、磁気支持ユニットと同数の
運動座標系ごとに浮上制御を行うモード別制御方式と、
電磁石励磁電流検出値とその目標値との偏差を積分補償
２Ｋを介して電磁石励磁電圧にフィードバックする電流
積分帰還方式とを併用して浮上体を磁気浮上させている
が、この制御方式に限定されるものではな（、要は、セ
ンサの出力に基づいて得られる支持力の制御に必要な単
数あるいは複数の物理量より案内力の制御に必要な単数
あるいは複数の物理量を演算し、その演算結果を浮上体
の案内方向の浮上制御に用いればよい。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能
である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、磁気支持ユニッ
トを、このユニットが対向するガイドレールに対して支
持力および案内力を同時に発生するように配置し、さら
に上記案内力を磁気支持ユニットとガイドレールとの間
のギャップ長、その変化量または電磁石励磁電流などの
センサで検出された物理量から演算して求められた物理
量を用いて制御しているので、案内方向の浮上制御を行
なうための電磁石が不要となり、磁気支持ユニットの小
形化、軽量化を達成することができる。

また、ガイドレール等浮上体を地上側から支持する構造
物の強度を下げることができ、装置全体を小形化、軽量
化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る吸引式磁気浮上装置を
局部的に取出して一部切欠して示す斜視図、第２図は同
装置を第１図におけるＩ−Ｉ線に沿って切断し矢印方向
に見た図、第３図は同装置を一部切欠して示す側面図、
第４図は同装置における磁気支持ユニットの断面図、第
５図は同装置における制御装置のブロック構成図、第６
図乃至第８図は変形例を説明するための図、第９図は本
発明の別の実施例に係る吸引式磁気浮上装置を局部的に
取出して一部切欠して示す斜視図、第１０図は同装置に
おける制御装置のブロック的構成図、第１１図乃至第１
４図は同制御装置における制御電圧演算回路の構成を示
すブロック図、第１５図は状態観／ＩＮ器の等価回路図
、第１６図は本発明のさらに別の実施例に係る吸引式磁
気浮上装置におけるガイドレールと浮上体との関係を説
明するための図、第１７図は同装置における制御装置の
ブロック構成図、第１８図乃至第２１図は同制御装置の
構成を示すブロック図、第２２図は本発明の異なる実施
例に係る吸引式磁気浮上装置におけるガイドと浮上体と
の関係を説明するための図、第２３図は同装置における
制御装置のブロック構成図、第２４図乃至第２７図は同
制御装置における制御電圧演算回路の構成を示すブロッ
ク図、第２８図は本発明のさらに異なる実施例に係る吸
引式磁気浮上装置におけるガイドレールと浮上体との関
係を説明するための図、第２９図乃至第３３図は第２８
図に示す関係の吸引式磁気浮上装置の制御装置における
制御電圧演算回路のブロック構成図、第３４図は第２８
図に示した関係を変形させた例を説明するための図、第
３５図乃至第４１図は本発明の詳細な説明するための図
である。 １０、−　１０ａ、１０ｂ・・・浮上式搬送装置、１１
゜２０５．２０９−・・軌道枠、１２ａ、１２ｂ、１２
ａ’　、１２ｂ’　、２０３ａ、２０３ｂ、２０７ａ。 ２０７　ｂ　・−・ガイドレール、１５．１５ａ　〜１
５ｇ・・・浮上体、２５．２５ａ〜２５　ｇ・・・基台
、２６ａ。 ２６ｂ・・・分割板、２７．２７ａ〜２７ｅ・・・連結
機（１が、３１ａ〜３１ｄ・・・磁気支持ユニット、３
４ａ〜３４ｄ・・・ギャップセンサ、３７．３８・・・
容器、４１．４１ａ、４１ｂ、４１ｃｍ制御装置、４３
・・・電源、４６ａ〜４６ｄ・・・ギャップセンサ、５
１゜５２・・・電磁石、５６・・・コイル、６１，６１
　ａ・・・センサ部、６２　、　６２　ａ　、　　６２
　ｂ　、　　６２　ｃ−演算回路、６３　ａ　〜６３　
ｄ−パワーアンプ、６５．６５ａ　〜６５　ｄ　−電流
検出器、８１，１０３，１２１・・・浮上ギャップ長偏
差座標変換回路、８３，１０４．１２２・・・電流偏差
逆変換回路、８４，１０５゜１２３・・・制御電圧演算
回路、８５，１０６，１２４・・・制御電圧座標逆変換
回路、８６，１０７，１２５・・・上下動モード制御電
圧演算回路、８７，１２６・・・ロール・左右動モード
制御電圧演算回路、８８．１０９，１２７．１３６，１
３７・・・ロール・ヨーモード制御電圧演算回路、８９
，１３８・・・ピッチモード制御電圧演算回路、１１０
，１２８゜１３９・・・ピッチ・前後動モード制御電圧
演算回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第４図 第６図 第７図 第８図 第１１図 第１４図 第１５図 ３１ａ　　　　　　　　３１ｂ 第１６図 第１８図 第１９図 第２０図 第２１図 第２６図 第２７図 第３２図 （ａ） （ｂ） 第３３図 第３５図 第３７図 １５ｄ　　　　　第３８図 第４０図

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性材で形成されたガイドと、このガイドの近
   傍に配置された浮上体と、この浮上体に空隙を介して前
   記ガイドに対向する関係に配置された電磁石を含む磁気
   支持ユニットと、前記電磁石、前記ガイドおよび前記空
   隙を通る磁気回路の状態を検出するセンサ部と、このセ
   ンサ部の出力に基いて前記電磁石の励磁電流を制御する
   ことにより前記磁気回路を安定化させて前記浮上体を磁
   気浮上させる制御手段とを備えた吸引式磁気浮上装置に
   おいて、前記磁気支持ユニットは前記浮上体が安定に磁
   気浮上している際に上記浮上体を浮上させるための支持
   力と上記支持力の方向に対して略直交する方向の案内力
   とを同時に発生する関係に前記ガイドに対向して配置さ
   れており、前記制御手段は前記支持力の制御に必要な単
   数あるいは複数の第１の物理量と前記案内力の制御に必
   要な前記磁気回路に関わる単数あるいは複数の第２の物
   理量とをそれぞれ前記センサ部の対応する出力に基いて
   得ていることを特徴とする吸引式磁気浮上装置。
2. （２）複数の地点間を経由する搬送路に沿って敷設され
   た強磁性材製のガイドレールと、このガイドレールの近
   傍に上記ガイドレールに沿って走行自在に配置された浮
   上体と、この浮上体に前記ガイドレールに沿って走行す
   る推進力を与える手段と、前記浮上体に空隙を介して前
   記ガイドレールに対向する関係に配置された電磁石を含
   む磁気支持ユニットと、前記電磁石、前記ガイドおよび
   前記空隙を通る磁気回路の状態を検出するセンサ部と、
   このセンサ部の出力に基いて前記電磁石の励磁電流を制
   御することにより前記磁気回路を安定化させて前記浮上
   体を磁気浮上させる制御手段とを備えた吸引式磁気浮上
   装置において、前記磁気支持ユニットは前記浮上体が安
   定に磁気浮上している際に上記浮上体を浮上させるため
   の支持力と上記浮上体の走行方向に略直交する方向の案
   内力とを同時に発生する関係に前記ガイドレールに対向
   して配置されており、前記制御手段は前記支持力の制御
   に必要な単数あるいは複数の第１の物理量と前記案内力
   の制御に必要な前記磁気回路に関わる単数あるいは複数
   の第２の物理量とをそれぞれ前記センサ部の対応する出
   力に基いて得ていることを特徴とする吸引式磁気浮上装
   置。
3. （３）強磁性材で形成されたガイドと、このガイドの近
   傍に配置された浮上体と、この浮上体に空隙を介して前
   記ガイドに対向する関係に配置された電磁石を含む磁気
   支持ユニットと、前記電磁石、前記ガイドおよび前記空
   隙を通る磁気回路の状態を検出するセンサ部と、このセ
   ンサ部の出力に基いて前記電磁石の励磁電流を制御する
   ことにより前記磁気回路を安定化させて前記浮上体を磁
   気浮上させる制御手段とを備えた吸引式磁気浮上装置に
   おいて、前記磁気支持ユニットは前記浮上体が安定に磁
   気浮上している際に上記浮上体を浮上させるための支持
   力と上記支持力の方向に対して略直交する方向の案内力
   とを同時に発生する関係に前記ガイドに対向して配置さ
   れており、前記制御手段は前記センサ部の出力に基いて
   得られる前記支持力の制御に必要な単数あるいは複数の
   第１の物理量から前記案内力の制御に必要な前記磁気回
   路に関わる単数あるいは複数の第２の物理量を演算する
   演算手段を備えていることを特徴とする吸引式磁気浮上
   装置。
4. （４）複数の地点間を経由する搬送路に沿って敷設され
   た強磁性材製のガイドレールと、このガイドレールの近
   傍に上記ガイドレールに沿って走行自在に配置された浮
   上体と、この浮上体に前記ガイドレールに沿って走行す
   る推進力を与える手段と、前記浮上体に空隙を介して前
   記ガイドレールに対向する関係に配置された電磁石を含
   む磁気支持ユニットと、前記電磁石、前記ガイドおよび
   前記空隙を通る磁気回路の状態を検出するセンサ部と、
   このセンサ部の出力に基いて前記電磁石の励磁電流を制
   御することにより前記磁気回路を安定化させて前記浮上
   体を磁気浮上させる制御手段とを備えた吸引式磁気浮上
   装置において、前記磁気支持ユニットは前記浮上体が安
   定に磁気浮上している際に上記浮上体を浮上させるため
   の支持力と上記浮上体の走行方向に略直交する方向の案
   内力とを同時に発生する関係に前記ガイドレールに対向
   して配置されており、前記制御手段は前記センサ部の出
   力に基いて得られる前記支持力の制御に必要な単数ある
   いは複数の第１の物理量から前記案内力の制御に必要な
   前記磁気回路に関わる単数あるいは複数の第２の物理量
   を演算する演算手段を備えていることを特徴とする吸引
   式磁気浮上装置。
5. （５）前記浮上体は、全ての前記磁気支持ユニットが互
   いに独立に前記支持力の方向に動くことを可能とする空
   隙独立可変機構を備えている請求項１乃至４の何れか１
   項に記載の吸引式磁気浮上装置。
6. （６）前記空隙独立可変機構は、前記磁気支持ユニット
   を２個ずつ固定する複数の台板と、これら台板を略鉛直
   平面内で互いに回転可能に結合する結合手段とを備えて
   いる請求項５に記載の吸引式磁気浮上装置。
7. （７）前記磁気支持ユニットは、前記浮上体を浮上させ
   るのに必要な起磁力を供給する永久磁石を前記磁気回路
   中に備えている請求項１乃至４の何れか１項に記載の吸
   引式磁気浮上装置。
8. （８）前記磁気支持ユニットは、互いに直交する前記案
   内力が前記浮上体に同一方向のヨーイングを発生させる
   ように前記ガイドに対向して配置されている請求項１ま
   たは３に記載の吸引式磁気浮上装置。
9. （９）前記磁気支持ユニットは前記浮上体を浮上させる
   のに必要な起磁力を供給する永久磁石を前記磁気回路中
   に備えており、前記制御手段は前記センサ部の出力に基
   いて前記電磁石の励磁電流を略零にする状態で常に前記
   磁気回路を安定化させるゼロパワー浮上制御手段を備え
   ている請求項１乃至４の何れか１項に記載の吸引式磁気
   浮上装置。
10. （１０）前記制御手段は、前記センサ部の出力に基いて
    得られる前記第１の物理量より、互いに直交する前記案
    内力のそれぞれの制御に必要な前記第２の物理量を演算
    する演算手段を備えている請求項３に記載の吸引式磁気
    浮上装置。
11. （１１）前記第１の物理量は、前記空隙の支持方向の距
    離またはその時間変化率または前記電磁石の励磁電流値
    もしくはそれらの関数である請求項１乃至４の何れか１
    項に記載の吸引式磁気浮上装置。
12. （１２）前記第２の物理量は、前記磁気支持ユニットの
    前記案内方向の移動量またはその時間変化率または外部
    より前記浮上体に加えられた外力もしくはそれらの関数
    である請求項１乃至４の何れか１項に記載の吸引式磁気
    浮上装置。
13. （１３）前記演算手段は、状態観測器を備えている請求
    項３または４に記載の吸引式磁気浮上装置。
14. （１４）前記ガイドレールは、前記浮上体の第１の走行
    方向と第１の案内方向とを入替えて第１の走行方向を第
    ２の案内方向とし、第１の案内方向を第２の走行方向と
    して上記浮上体を走行させる分岐部を備えている請求項
    ２または４に記載の吸引式磁気浮上装置。
15. （１５）前記ガイドレールは前記浮上体の第１の走行方
    向と第１の案内方向とを入替えて第１の走行方向を第２
    の案内方向とし、第１の案内方向を第２の走行方向とし
    て上記浮上体を走行させる分岐部を備えており、前記制
    御手段は前記センサ部の出力に基いて得られる前記第１
    の物理量より前記第１の案内方向の案内力の制御に必要
    な前記第２の物理量を演算する第１の演算手段と、前記
    第２の案内方向の案内力の制御に必要な前記第２の物理
    量を演算する第２の演算手段とを備えている請求項４に
    記載の吸引式磁気浮上装置。
16. （１６）前記制御手段は、前記第１の演算手段の演算結
    果に基いて前記第１の案内方向の案内力を制御するため
    の第１の補償手段と、前記第２の演算手段の演算結果に
    基いて前記第２の案内方向の案内力を制御するための第
    ２の補償手段とを備えている請求項１５に記載の吸引式
    磁気浮上装置。
17. （１７）前記制御手段は、前記第１の案内方向と前記第
    ２の案内方向とが入替わったことを検出する案内方向検
    出手段と、この案内方向検出手段の検出信号に基いて前
    記第１の演算手段と前記第２の演算手段とを選択する選
    択手段とを備えている請求項１５に記載の吸引式磁気浮
    上装置。
18. （１８）前記制御手段は、前記第１の案内方向と前記第
    ２の案内方向とが入替わったことを検出する案内方向検
    出手段と、この案内方向検出手段の検出信号に基いて前
    記第１の補償手段と前記第２の補償手段とを選択する選
    択手段とを備えている請求項１６に記載の吸引式磁気浮
    上装置。