JPH0667052B2

JPH0667052B2 - 磁気浮上装置

Info

Publication number: JPH0667052B2
Application number: JP33625687A
Authority: JP
Inventors: 剛二打越
Original assignee: ナカミチ株式会社
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1994-08-24
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: JPH01177804A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、リニアモータと共働して移動体を浮上状態で
移動可能とする磁気浮上装置に関する。

（従来の技術）従来、ガイドレールと移動体間で磁路を形成し、この間
に発生する吸引力を利用して所定の離間状態を保つ磁気
浮上装置を構成する場合、移動体がこの吸引力によって
ガイドレールから吊り下げられる構成とされていた。ま
た、この所定の離間状態を保つには、永久磁石と電磁石
により形成した前記磁路を通る磁束のうち、電磁石によ
り形成した磁束を増減して行うが、この電磁石が形成す
る磁路内に永久磁石自体が含まれる構成となっていた。

（発明が解決しようとする問題点）上記の磁気浮上装置にあっては、移動体を重力方向にお
いて前記離間状態に保つことは出来るが、重力方向及び
ガイドレール方向と直交する方向の移動を規制すること
は困難であり、従って重力方向に対する磁気浮上装置自
体の配置が制限されるものであった。

更に、透磁率の低い永久磁石自体が電磁石の磁路を構成
するため、電磁変換効率が低くなる欠点があった。

（問題点を解決するための手段）磁性部材からなり、胴部を介した各端部にそれぞれ所定
の間隔を有する一対の突部極が形成され、この該一対の
突部極のうち一方の突部極どうしがそれぞれ互いに対向
して配置された略工字形状の第１と第２の磁極部材と、
この第１と第２の磁極部材の胴部にそれぞれ巻回された
第１と第２のコイルと、対向する前記一方の突部極間に
極性方向を同一にして平行に、且つＮ、Ｓの各磁極が前
記一方の突部極にそれぞれ接合するように配置された第
１と第２の永久磁石と、この第１の永久磁石とこれと接
合する各突部極を束ねる如く巻回された第３のコイル
と、この第２の永久磁石とこれと接合する各突部極を束
ねる如く巻回された第４のコイルとから構成される磁極
部を少なくとも１つ有する浮上体と、前記第１と第２の
磁極部材と前記第１と第２の永久磁石がなす面と垂直な
方向に沿って、且つ前記各突部極と所定の隙間を介して
前記浮上体を挟む如く互いに平行に配置された磁性部材
からなる一対のガイドレールとからなり、この一対のガ
イドレールと、これとそれぞれ対向する前記一対の突部
極間にそれぞれ形成される吸引力が互いに逆向きの分力
を有するように構成する。

（作用）前記第１と第２のコイルに適当な電流を流すことによ
り、前記浮上体に各ガイドレールと直交する幅方向の移
動力が得られ、また前記第３と第４のコイルに適当な電
流を流すことにより、前記浮上体に前記幅方向及びガイ
ドレール方向とそれぞれ直交する方向の移動力が得られ
る。

更に、この場合、各コイルに電流を流すことによって形
成される磁束の磁路に、永久磁石自体が含まれることは
ない。

（実施例）第１図は、本発明装置の一実施例を示す構成図で、第１
図（ａ）はその正面図、第１図（ｂ）は上面図、第１図
（ｃ）は左側面図、第１図（ｄ）は右側面図、第１図
（ｅ）は寸法図である。

図中、１、２は、略コ字状に形成された磁性部材からな
り、所定の距離を保って互いに平行に配置された一対の
ガイドレールである。このガイドレール１、２には突部
1₁、1₂と突部2₁、2₂がそれぞれ形成されており、突部1₁と
2₁、及び突部1₁と2₂が互いに対向するように配置されて
いる。この一対のガイドレール間にあって、所定の浮上
状態を保つべく制御される浮上体３は、磁極部５、６と
非磁性の連結部材４とから形成されている。磁極部５に
おいて、永久磁石７、８は、所定の間隔をもって平行
に、且つ極性を揃えて配置され、更にこれ等の永久磁石
７、８のＮ極間、及びＳ極間には、それぞれ略工字形状
の磁性部材からなる磁極部材９、１０がそれぞれ配設さ
れている。磁極部材９は、それぞれ対向して形成された
突部極9₁、9₂、及び突部極9₃、9₄と、コイル9₆を巻回した
胴部9₅とからなり、突部極9₂、9₄の側面がそれぞれ永久
磁石７、８のＮ極面と接合している。一方、磁極部材１
０の各突部極10₁〜10₄、コイル10₆を巻回した胴部10₅も
同様に構成され、突部極10₁、10₃の側面がぞれぞれ永久
磁石７、８のＳ極面と接合している。また、永久磁石
７、及びこれと接合する各突部極9₂、10₁には、これ等を
束ねる如くコイル１１が巻回され、永久磁石８、及びこ
れと接合する各突部極9₄、10₃には、これ等を束ねる如く
コイル１２が巻回されている。

一方、磁極部６も同様に構成されるものであり、永久磁
石１３、１４は、所定の間隔をもって平行に、且つ極性
を揃えて配置され、更にこれ等の永久磁石１３、１４の
Ｎ極間、及びＳ極間には、それぞれ略工字形状の磁性部
材からなる磁極部材１５、１６がそれぞれ配設されてい
る。磁極部材１５は、それぞれ対向して形成された突部
極15₁、15₂、及び突部極15₃、15₄と、コイル15₆を巻回し
た胴部15₅とからなり、突部極15₂、15₄の側面がそれぞれ
磁石１３、１４のＮ極面と接合している。一方、磁極部
材１６の各突部極16₁〜16₄、コイル16₆を巻回した胴部1
6₅も同様に構成され、磁極部16₁、16₃の側面がぞれぞれ
磁石１３、１４のＳ極面と接合している。また、磁石１
３、及びこれと接合する各突部極15₂、15₁には、これ等
を束ねる如くコイル１７が巻回され、磁石１４、及びこ
れと接合する各突部極15₄、16₃には、これ等を束ねる如
くコイル１８が巻回されている。また、各磁極部５、６
は、これ等に形成れた長孔5₁、6₁に連結部材４をそれぞ
れ嵌入し、この端部近傍に固定配置されることにより一
体とされ、浮上体３を形成している。

また、第１図（ｅ）に示す如く、各ガイドレールの突部
間距離と各磁極部の磁極部材間の距離は等しくw₁とし、
各ガイドレールの突部幅w₂と各磁極部材の対向して形成
された突部極間の距離w₄は、略等しく設定されている。
更に、各レール間距離w₆と磁極部材の幅w₅は、これ等の
間にギャップg₁、g₂が形成されるように設定されてい
る。

以上の如く構成された実施例装置において、その動作を
第１図〜第３図を参照しながら説明する。

第１図において、浮上体３がレール間の中央に位置し、
且つ各磁極部に巻回されたコイルに電流が流れていない
場合を想定すると、例えばガイドレール１の突部1₁と突
部極9₁、9₂間、ガイドレール１の突部1₂と突部極10₁、10₂
間、ガイドレール２の突部2₁と突部極9₃、9₄間、ガイド
レール２の突部2₂と突部極10₃、10₄間にはそれぞれ磁束
ａが発生し、各間の吸引力は略同一となる。

同様に磁極部６の各磁極部材１５、１６のそれぞれの突
部極と各ガイドレール間においても同量の磁束ａが形成
される。

この状態で磁極部５において、第２図（ａ）に示す方向
の磁束ｂを形成すべく各コイル9₆、10₆に電流を流すと、
各突部極9₁、9₂、10₁、10₂とこれ等に対応するガイドレー
ル１の各突部間に形成される磁束が増加して各間の吸引
力は強くなり、各突部極9₃、9₄、10₃、10₄とこれ等に対応
するガイドレール２の各突部間に形成される磁束が減少
して各間の吸引力が弱くなる。従って、この時浮上体３
は、各ガイドレール１、２に対して矢印Ａ方向の移動力
を得る。

尚、この場合、浮上体３の矢印Ａ方向への移動力が所望
のバランスを保つように、磁極部６に於いても各コイル
9₆、10₆に適当な電流を流し、各突部極とガイドレール間
の各吸引力を同様に変化させるものであるが、各吸引力
を変化させる原理は前記した磁極部５の原理と同様であ
るため説明を省略する。

また第２図（ｂ）に示すように、形成される磁束ｂの方
向が第２図（ａ）の場合と逆になるように、各コイルに
流れる電流を設定することにより、浮上体３が各ガイド
レール１、２に対して矢印Ｂ方向の移動力を得ることは
明らかである。

第３図には、各レールに対して浮上体３を矢印Ｃ、Ｄ方
向に変化させるときに、磁極部５において形成される磁
束ｃの様子が示されている。

即ち、第３図（ａ）に示す方向の磁束ｃを形成すべく、
コイル１１、１２にそれぞれ所定の電流を流すと、各突
部極9₂、9₄、10₂、10₄とこれ等に対応する各ガイドレール
の突部間に形成される磁束が増加してこれ等の各間の吸
引力は強くなり、各突部極9₁、9₃、10₁、10₃とこれ等に対
応する各ガイドレールの突部間に形成される磁束が減少
してこれ等の各間の吸引力は弱くなる。従って、この時
浮上体３は、各ガイドレール１、２に対して矢印Ｃ方向
の移動力を得る。

尚、この場合、浮上体３の矢印Ｃ方向への移動力が所望
のバランスを保つように、磁極部６に於いても各コイル
１７、１８に適当な電流を流し、各突部極とガイドレー
ル間の各吸引力を同様に変化させるものであるが、各吸
引力を変化させる原理は前記した磁極部５の原理と同様
であるため説明を省略する。

また第３図（ｂ）に示すように、形成される磁束ｃの方
向が第３図（ａ）の場合と逆になるように、各コイルに
流れる電流を設定するとにより、浮上体３が各ガイドレ
ール１、２に対して矢印Ｄ方向の移動力を得ることは明
らかである。

尚、各コイルに電流を供給する電流制御方法については
詳しく開示しないが、例えば、Ａ、Ｂ方向において浮上
体３の位置制御を行う場合、ギャップg₁、g₂を検出する
ギャップセンサを設け、これ等の検出信号に基づいて各
ギャップが等しくなるように各コイル9₆、10₆、15₆、16₆に
電流を供給する負帰還制御方法などが考えられる。また
Ｃ、Ｄ方向に於いても、例えば第１図（ｅ）に示すギャ
ップg₃、g₄を検出するギャップセンサを設け、これ等の
検出信号に基づいて各ギャップが等しくなるように各コ
イル１１、１２、１７、１８に電流を供給する負帰還制
御方法が考えられる。このような浮上体３の浮上状態を
制御する電流制御方法は、公知技術で十分対応出来るも
のである。

第４図には本発明装置の別の実施例を示す。

同図に於いて、浮上体３の構成は、前記実施例と同じ構
成であるが、ガイドレール１′、２′は各突部極に対応
して４つの突部が形成されている。この構成によれば、
同図に示す方向の磁束ｃを形成すべく各コイル７、８に
電流を流すと、各突部極9₂、9₄、10₂、10₄とこれ等に対応
する各ガイドレールの突部間に形成される磁束が増加し
てこれ等の各間の吸引力は強くなり、各突部極9₁、9₃、10
₁、10₃とこれ等に対応する各ガイドレールの突部間の形
成される磁束が減少してこれ等の各間の吸引力は弱くな
る。従って、この時浮上体３は、各ガイドレール１′、
２′に対して矢印Ｄ方向の移動力を得る。同様にしてＣ
方向の移動力を得るには、各電流の流れる方向を逆にす
ればよいことは明らかである。

尚、前記実施例の浮上体３は、２つの磁極部を有した
が、これに限定されるものではなく、１つ又は３以上の
磁極部を有してもよい。

以上の如く、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、種々の態様を取得るものである。

（発明の効果）本考案装置によれば、一対のレールと平行な所定方向以
外において、浮上体の位置移動規制が可能となり、重力
方向に対する装置自体の配置が自由に設定出来る。

更に、電磁石の磁路に永久磁石が含まれないため、電磁
変換効率を高くすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す構成図、第４図は
他の実施例を示す構成図、第２図、第３図は本発明の動
作説明に供する図である。１、１′、２、２′…ガイドレール、３…浮上体、４…
連結部材、５、６…磁極部、７、８、１３、１４…永久
磁石、11、12、17、18、9₆、10₆、15₆、16₆…コイル、９、１
０、１５、１６…磁極部材、9₁〜9₄、10₁〜10₄、15₁〜15
₄、16₁〜16₄…突部極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性部材からなり、胴部を介した各端部に
それぞれ所定の間隔を有する一対の突部極が形成され、
該一対の突部極のうち一方の突部極どうしがそれぞれ互
いに対向して配置された略工字形状の第１と第２の磁極
部材と、該第１と第２の磁極部材の胴部にそれぞれ巻回
された第１と第２のコイルと、対向する前記一方の突部
極間に極性方向を同一にして平行に、且つＮ、Ｓの各磁
極が前記一方の突部極にそれぞれ接合するように配置さ
れた第１と第２の永久磁石と、該第１の永久磁石とこれ
と接合する各突部極を束ねる如く巻回された第３のコイ
ルと、該第２の永久磁石とこれと接合する各突部極を束
ねる如く巻回された第４のコイルとから構成される磁極
部を少なくとも１つ有する浮上体と、前記第１と第２の磁極部材と前記第１と第２の永久磁石
がなす面と垂直な方向に沿って、且つ前記各突部極と所
定の隙間を介して前記浮上体を挟む如く互いに平行に配
置された磁性部材からなる一対のガイドレールとからな
り、該一対のガイドレールと、これとそれぞれ対向する前記
一対の突部極間にそれぞれ形成される吸引力が互いに逆
向きの分力を有するように構成したことを特徴とする磁
気浮上装置。