JPH07110086B2 - 磁気浮上車の走行案内制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、磁気浮上車の走行案内制御装置に関する。

〔従来の技術〕

磁気吸引力を利用して浮上車体の案内制御を行なう技術
として、従来、例えば第３図に示す方法があった。この
方法は、浮上車体１の４隅に電磁石12a、12b、12c、12d
を取付け、これを車体の両側に敷設された案内軌道とし
ての強磁性体レール６と対向させる。また、車体の前後
部にはギャップセンサ5a、5bを取付け、このセンサによ
って車体１とレール６との間隙（二車体の横振れ量）Ｇ
を検出する。そして、このセンサからのギャップ信号を
制御回路4a、4bで演算処理し、更に電力増幅器13a、13
b、13c、13dで増幅後、車体の右側又は左側の案内用電
磁石を適正値に励磁して、この励磁された電磁石とレー
ル６との間に働く磁気吸引力で浮上車体を案内制御する
ようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の案内制御法では、案内用電磁石と強磁性
体レールとの間に、励磁電流の向きに拘らず吸引力のみ
が働く。従って、車体の左右の電磁石は別個に励磁しな
ければならず、そのために、ギャップに応じて左右いず
れの電磁石を励磁すべきかを決める判別機能と、各電磁
石毎に１台ずゝの電力増幅器を必要とした。

また、電磁石と強磁性体間に働く吸引力Ｆと電磁石電流
Ｉとの間には近似的に次式の関係がある。

Ｆ∝I² 従って、上式をグラス化した第４図を見て判かるよう
に、電流ゼロの近傍ではdF/dI＝０になってしまう。こ
のことは、案内力の感度が非常に小さいことを意味し、
大きな電流を流さないと案内力が発生しないため、制御
特性も良いものが望めなかった。

この発明は、これ等の問題点を無くすことを目的として
いる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決したこの発明の走行案内制御装置を
第１図に示す。また、第２図には、その装置の車体前部
側案内制御系を詳細に示す。

第２図において、車体の前部左側にあるマグネット2aと
右側にあるマグネット2bは、いずれも鉄芯2a′、2b′、
鉄芯の励磁コイル2a″2b″、及び鉄芯の磁極面に固着し
た永久磁石2a、2bから成る複合マグネットである。
励磁コイル2a″、2b″はプラス端子から正電流が流れ込
めば、永久磁石2a、2bの磁束が強まり、逆にマイナ
ス端子から電流が流れ込めばその磁束が弱まるようにな
っている。この２つのマグネットの各励磁コイル2a″、
2b″は互いに逆極性に接続されている。なお、励磁コイ
ル相互の接続は図では並列であるが直列の接続であって
もよい。

3aは両極性の電力増幅器、4aはギャップ信号を演算処理
する制御回路、5aは前部ギャップセンサ、７はギャップ
設定用電圧発生器であって、これ等の機器が上記２つの
複合マグネット2a、2bによって構成される案内用マグネ
ットと組合されて前部の案内制御系が形成されている。

この第２図の案内制御系と全く同じ案内制御系を車体後
部にも設置すると、第１図に示すこの発明の案内制御装
置が完成する。なお、第１図には、前部側との区別のた
め、マグネット２にはｃとｄの記号を、また、３、４、
５の各機器にはｂの記号を付した。

〔作用〕

車体が軌道中心に有って静止している時には電力増幅器
3a、4aの出力はゼロに保たれ、複合マグネットは左右の
レール６と永久磁石の磁束のみによる吸引力で引き合
い、左右の案内力は釣合っている。

次に、今、仮に左側前部のギャップGaが規定値Ｇよりも
大きくなったとする。このときには、Ga＞Ｇ＞Gb（左側
のギャップ）の関係になるが、ギャップセンサ5aはこれ
を検出し、規定ギャップＧとの偏差信号が制御回路4aで
演算処理されて電力増幅器3aが正の出力をマグネット2
a、2bの各励磁コイルに与える。これにより、左側のマ
グネット2aは、永久磁石の磁束と励磁コイルによる磁束
とが重畳される結果、吸引力が増大する。一方、右側の
マグネット2bにおいては、永久磁石の磁束と励磁コイル
による磁束が打ち消し合って吸引力が弱まる。従って、
差引き左向きの案内力が発生し、左側のギャップGaが縮
まる。

また、左側ギャップGaが規定値より小さい場合は、電力
増幅器3aの出力が負となり、左右のマグネットが上記と
逆の極性に励磁される結果、差引き右向きの案内力が発
生する。

後部側の案内制御系も案内力の発生原理は上と全く同じ
であり、このように、この発明では、左右２個のマグネ
ットを共通に励磁するため、電力増幅器の使用数が従来
の半分で済む。

更に、この発明によると、以下の理由によって制御特性
も改善される。

第５図に、規定ギャップ値における吸引力対マグネット
電流の関係を示す。この図は実測値を示したもので吸引
力は左向きを正としている。この図でわかる様に、この
発明の案内制御装置による吸引力は電流の変化に伴なっ
てほゞ直線的に変化し、電流ゼロ近傍におけるdF/dIは
ゼロにはならない。

従って、規定ギャップ近傍でも充分大きな案内力が発生
し、案内制御特性が向上する訳である。第６図に、この
発明の装置と従来装置のマグネット電流と案内力の関係
を示す。実線で示す値がこの発明の装置、破線で示す値
が従来装置によるものであり、この図からもこの発明に
よる制御特性の向上効果が理解できる。

〔効果〕

以上述べたように、この発明は、電磁石に永久磁石を付
加した複合マグネットの２個を対となし、車体の左右に
取付けるその２個の複合マグネットの励磁コイルを逆極
性に接続したものを１組の案内用マグネットとして使用
するため、１組の案内制御系に対して従来２台必要とし
た電力増幅器が１台で済む。

また、永久磁石の付加と励磁コイルの逆極性接続によ
り、励磁電流ゼロ近傍での案内力が強化されるため、制
御特性も向上すると云う効果が得られる。

従って、磁気浮上車の非接触案内制御の特性向上、コス
トダウンが図れ、車体の軽量化にも寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の装置の全体構成を示す模式図、第
２図はその前部案内制御系の詳細図、第３図は従来の案
内制御装置を示す模式図、第４図は電磁石と強磁性体間
の吸引力と電磁石電流の関係を示すグラフ、第５図はこ
の発明の装置による吸引力とマグネット電流の関係を示
すグラフ、第６図はこの発明の装置と従来装置の案内力
とマグネット電流を対比したグラフである。 １……浮上車体、2a、2b、2c、2d……複合マグネット、
3a、3b……電力増幅器、4a、4b……制御回路、5a、5b…
…ギャップセンサ、６……強磁性体レール、７……ギャ
ップ設定信号発生器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々が電磁石鉄芯に永久磁石を付加して成
   る２個の複合マグネットの励磁コイルを互いに逆極性に
   接続して１組の案内用マグネットを構成し、この１組の
   案内用マグネットの各複合マグネットを個々に強磁性体
   レールと対向させて車体の左右に取付け、さらに、１組
   の案内用マグネットには、強磁性体レールと車体との間
   隙を検出するギャップセンサと、このセンサからの出力
   信号を演算処理する制御回路と、制御回路の出力信号を
   電力増幅して正・負いずれかの出力を複合マグネットの
   励磁コイルに与える両極性電力増幅器とを組合せて案内
   制御系となし、この案内制御系の各１組を車体の前後に
   取付けて構成される磁気浮上車の走行案内制御装置。