JPH07298415A - 磁気浮上車用横シフト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気浮上車を磁力で拘束して、本線の走行レ
ールと直角な引込みレール側に非接触で安定して移行さ
せることができ、本線への戻しも支障無く行える横シフ
ト装置を提供する。 【構成】 永久磁石１１に電磁石５を対向させ、ギャッ
プセンサ４による検出ギャップと設定ギャップの偏差が
零になるように電磁石コイルを励磁する制御回路にギャ
ップ設定調整器を付加したものを横シフト装置８の引込
み制御器７として用い、駆動機構６でギャップセンサ４
と共に電磁石５を浮上車９に近づけて浮上車を拘束する
ときにギャップ設定値を目標値に向けて大から小に、拘
束解除で電磁石を引き離すときに小から大に変化させ
る。この構成であれば、ギャップ大のときにも上記の偏
差が小さく過大な吸引力が生じない。また、電磁石引き
離し時は反発制御になり、そのため、スムーズで安定し
たシフトが行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シフト用電磁石の励磁
電流を制御して磁気浮上車を非接触状態で引込みレール
側に横移動させる非接触式ハンドを用いた横シフト装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁石の励磁電流を制御して磁力で対象
物と電磁石間の水平方向相対距離を一定に保つ場合、対
象物の両側に電磁石を対向配置し、対象物が基準点から
どちらかにずれたら近づいた側の電磁石の吸引力を弱
め、反対側の電磁石の吸引力を強めて対象物を元の位置
に戻すのが一般的である。この方法を応用すれば浮上中
の磁気浮上車を磁力で拘束して非接触状態を保ったまま
横移動させ、走行レールと直角な引込みレール側に移行
させ得る。

【０００３】しかしながら、この場合には、シフト用の
電磁石、対象物との相対距離を検出するギャップセンサ
を浮上車の両側に設け、これを、ギャップセンサ信号に
よる電磁石励磁電流のフィードバック制御を行いながら
同時にシフト方向に動かしていく必要があり、横シフト
装置が複雑になる。

【０００４】一方、本出願人が特願平３−１８８２１号
で提案しているギャップ制御装置は、対象物に永久磁石
を取付け、この永久磁石とこれに対向させた電磁石の吸
引、反発力を制御して相対距離を一定に保つので、水平
方向のギャップ制御を１組の電磁石で行える。

【０００５】図２は、かかるギャップ制御装置を車体の
拘束手段として用いる場合の横シフト装置である。図中
１は、本線の走行レール、２は左右の走行レール間に直
角に渡した本線用引込みレール、３はレール２の延長上
に配置した外部の引込みレール、４はギャップセンサ、
５はシフト用電磁石、６は電磁石５とギャップセンサ４
を引込みレール長手方向に一体に動かす駆動機構、７は
引込み制御器、８は横シフト装置、９は車体上部の４隅
に浮上用マグネット１０を有する磁気浮上車、１１は電
磁石５に対向させる浮上車側の永久磁石、１２はギャッ
プ検出用のターゲットである。

【０００６】図３は、磁気浮上車９の具体例である。前
述の永久磁石１１は極性の向きを逆にしたものを対にし
て鉄芯の両側に固定し、鉄芯と共に図のように車体側部
に取付けられる。ギャップ検出用ターゲット１２も車体
に取付けられる。

【０００７】図２の横シフト装置８の回路図を図４に示
す。さて、この横シフト装置８で磁気浮上車９を引込み
レール３側にシフトさせる場合、図４のギャップ設定器
１３で所望のギャップ設定を行った後、スイッチ１４を
オンにし、電磁石５をセンサ４と共に設定ギャップ値近
くまで近づけて浮上車を拘束する。

【０００８】電磁石５のコイル電流は、検出ギャップが
設定値以上のときには補償器１５からの信号が増幅器１
６経由で流れて永久磁石との間に吸引力が働き、また、
検出ギャップが設定値以下なら逆に反発力が働き、設定
ギャップ値のときには吸引、反発力が共に零になるよう
に制御されるので、磁石同士が吸着してしまうことはな
い。また、設定ギャップ点では吸引力も反発力も働かな
いが、電磁石を引き戻すとギャップが大きくなって吸引
制御に変わるので、浮上車を磁力で引き動かして引込み
レール側に横シフトさせることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した図２の横シフ
ト装置には、下記の問題点がある。

【００１０】（１）電磁石５を永久磁石１１に近づける
とき、浮上車が電磁石に急激に吸い寄せられ、車体の振
れが大きくなる。

【００１１】（２）浮上車９を走行レール１に戻した
後、電磁石５のみを引き戻そうとすると吸引制御が行わ
れるので拘束の解除ができない。

【００１２】（３）引込みレール３は横シフトの安全性
を考えると走行レール１に近づいている程望ましいが、
そのレール３がレール１に接触していると浮上用マグネ
ットの吸引力が引込みレールにも作用し、これにより本
線通過中の浮上車が引込みレール側に流れ横振れの原因
となる。また、図３の台車構造の浮上車は、アーム１７
の通過が引込みレールによって妨げられる。

【００１３】（４）磁気浮上車はレールとの摩擦力が全
く無いためレール長手方向に動き易い。一方、反発制御
では電磁石と永久磁石間に横ずれする力が働き易く、こ
の力で浮上車が逃げて横シフトに支障を来すことがあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、図２の装置を基本にしてこれに以下の改
善を加える。

【００１５】先ず、前項の（１）、（２）の問題点の解
決策として、補償器は、ギャップセンサの出力値とギャ
ップ設定値との偏差を演算処理して偏差吸収のための信
号を出力するものにし、この補償器の出力を増幅してシ
フト用電磁石のコイルに流す。

【００１６】また、電磁石を永久磁石に近づけて横シフ
トのために浮上車を拘束するときに前記ギャップ設定値
を目標値に向けて大から小に、浮上車の拘束を解除して
電磁石を永久磁石から遠去けるときにギャップ設定値を
小から大に各々変化させるギャップ設定調整器を具備さ
せる。

【００１７】なお、（２）の問題点は、上に記した横シ
フト装置のギャップ設定調整器に代えて、増幅器に所定
の信号を出力する電圧発生器と、この電圧発生器及び補
償器の増幅器に対する接続状態を切替えるスイッチとを
設ける構成にしても解決できる。

【００１８】次に、（３）の問題点の解決策として引込
みレールをそのレールの長手方向に移動させて走行レー
ルに接離させるレール駆動装置を含める。この場合、引
込みレールの走行レールからの引き離しが、シフト用電
磁石の永久磁石からの引き離しに先行して行われるよう
にしておくとより望ましい。

【００１９】又、（４）の問題点の解決策としてひとつ
の鉄芯上に設ける異極性の対をなす永久磁石を走行レー
ルと直角な垂直方向に並べて配置する。

【００２０】このほか、対の永久磁石とこれに対向する
電磁石を走行レール長手方向に位置をずらして複数組設
けると、浮上車の横シフトがより一層安定する。

【００２１】

【作用】シフト用電磁石を近づけて浮上車を拘束する際
にギャップ設定値を目標値に向けて大から小に徐々に変
化させると、ギャップ大の位置でも検出ギャップと設定
ギャップ間の偏差は小さく、従って、浮上車に過大な吸
引力が働かず、浮上車の急激な引寄せがなくなる。

【００２２】また、拘束位置から電磁石を引き離す場合
には、ギャップ設定値を小から大に変化させるので、反
発制御になってその反発力で引き離しが行われる。しか
も、このときの反発力は吸引時と同様徐々に大きくなる
ため引き離しもスムーズに進む。

【００２３】さらに、切替えスイッチを設けて補償器を
増幅器から切り離し、代わりに、所定信号を出力する電
圧発生器を増幅器に接続するものは、ギャップの大きさ
とは無関係に永久磁石の吸引力を打消すか又は反発力を
生じさせることができるので、ギャップ設定調整器が無
くても引き離しが支障無く行える。

【００２４】なお、その他の構成に関する作用は、実施
例の項で述べる。

【００２５】

【実施例】図１に、本発明の横シフト装置の一例を示
す。図２と同一符号は同一要素を示すので、再説明を省
き、ここでは、図２の装置との相違点のみを説明する。

【００２６】図に示すように、シフト用の電磁石５、ギ
ャップセンサ４、浮上車の一側面に取付けて電磁石５に
対向させる永久磁石１１、同じく浮上車の一側面に取付
けてギャップセンサ４に対向させるギャップ検出用ター
ゲット１２は走行レール１の長手方向に位置をずらして
２組設けられている。

【００２７】駆動機構６は、２組の電磁石５とギャップ
センサ４を一括して引込みレール３の長手方向に進退さ
せる構成にしてあり、また、引込みレール３は、レール
駆動装置１７で長手方向に進退させて走行レール１に対
して接離させ得るようにしてある。

【００２８】さらに、引込み制御器７は、図５の回路図
に示すように、ギャップ設定調整器１９を含む構成にし
てある。この図５の回路では、補償器１５が、ギャップ
センサ４の出力値とギャップ設定値との偏差を演算処理
して偏差吸収のための（偏差を零にするための）電圧信
号を出力し、その信号が増幅器１６により増幅されて電
磁石５のコイルに流れる。ギャップ設定値は、電磁石５
を永久磁石１１に近づけて横シフトのために浮上車を磁
力で拘束するときには目標値に向けて大から小に変化
し、浮上車の拘束を解除して電磁石５を拘束位置から引
き離すときには逆に大から小に変化する。この変化は、
勿論、ギャップ設定調整器１９からの指令に基づくもの
である。

【００２９】これにより、先の述べたように、浮上車の
スムーズな横シフトと走行レールに戻した浮上車からの
シフト用電磁石のスムーズな引き離しが可能になる。

【００３０】図６は、ギャップ設定調整器に代えて、所
定信号を出力する電圧発生器２０と、補償器１５を増幅
器１６から切り離して増幅器に電圧発生器２０を接続す
る切替スイッチ２１を設けた回路を示している。この場
合、電圧発生器２０を増幅器１６につなぐと、ギャップ
信号に基づくフィードバック制御が停止し、電圧発生器
２０からの所定信号に基づく電流が電磁石５のコイルに
流れる。従って、このときの電磁石５の磁力が永久磁石
１１の吸引力を打消すか又は永久磁石に対して反発力を
生じるものとなるようにしておけば、前述のギャップ設
定調整器がなくても拘束解除時に電磁石５を支障無く引
き離すことができる。ギャップ設定調整器を併用して吸
引拘束はここからの信号で行い、電磁石の引き離しはス
イッチ２１で切替えた電圧発生器２０からの信号で行う
ことも勿論可能である。

【００３１】次に、図１に示すように、レール駆動装置
１７を含んでいると、引込みレール３を本線の走行レー
ルから引き離すことができるので、図３の構造の浮上車
でも支障なく通過できる。また、その引き離しにより、
本線走行中の浮上車が引込みレール側に流れて横振れす
ることも無くなる。また、この構造で電磁石５の浮上車
からの引き離し時に、引込みレール３の引き離しを先行
させると、エッジ効果が生じて浮上用マグネット１０の
吸引力で浮上車が走行レール１側に引き留められ、電磁
石５の引き離しがよりスムーズになる。

【００３２】このほか、図７に示すように、ひとつの鉄
芯２２上に設ける異極性の対の永久磁石１１を走行レー
ルと直角な垂直方向に並べて配置することも横シフトの
円滑化に役立つ。即ち、図９に示すように、永久磁石の
Ｓ、Ｎ極が走行レールの長手方向に配列されていると、
反発力で浮上車が流れて対向磁極面の位置がずれたとき
に電磁石と永久磁石のＳ、Ｎ極が吸引し合い、浮上車の
拘束、電磁石の引き離しが不能になることがある。しか
し、図７の構成であれば、多少の位置ずれが生じてもこ
のような問題が起こらない。

【００３３】また、図１に示すように、電磁石５と永久
磁石１１を走行レール長手方向に位置ずれして複数組設
けると浮上車を向きの変化を生じさせずに横シフトさせ
ることができる。電磁石５による拘束点が１箇所しかな
いと横シフト時に浮上車が水平面内で回転して浮上用マ
グネットがレールから逸脱し、浮上制御に支障が出るこ
とが考えられるが、例示の装置ではこのような問題が生
じない。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の横シフト装
置は、シフト用の電磁車を近づけて浮上車を拘束する際
に起こる浮上車の急激な引寄せを無くし、また、拘束を
解く際には反発制御又は吸引、反発零の制御に変わるよ
うにして電磁石の円滑な引き離しを可能ならしめたの
で、磁気浮上車の非接触での安定した横シフトを簡単な
装置構成で実現できる。

【００３５】また、引込みレールの駆動装置を有するも
のは、台車構造の浮上車でも支障無く、かつ横振れを生
じさせずに通過させることができ、電磁石の引き離しの
更なる容易化にも寄与できる。

【００３６】さらに、対の永久磁石を垂直方向に配列し
たもの、電磁石と永久磁石を走行レール長手方向に複数
組設けたものは、浮上車の逃げや回転が起こらず、動作
がより確実になって装置の信頼性が更に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）：本発明の横シフト装置の一例を簡略化
して示す平面図 （ｂ）：同上の正面図

【図２】（ａ）：従来技術の組合わせで考えられる横シ
フト装置の平面図 （ｂ）：同上の正面図

【図３】磁気浮上車の一例を示す斜視図

【図４】図２の装置の回路図

【図５】本発明の装置の回路の一例を示す図

【図６】本発明の装置の回路の他の例を示す図

【図７】永久磁石の好ましい取付け例を示す斜視図

【図８】永久磁石の好ましくない取付け例を示す斜視図

【符号の説明】

１ 走行レール ２ 本線用引込みレール ３ 引込みレール ４ ギャップセンサ ５ シフト用電磁石 ６ 駆動機構 ７ 引込み制御器 ８ 横シフト装置 ９ 磁気浮上車 １０ 浮上用マグネット １２ ギャップ検出用ターゲット １３ ギャップ設定器 １４ スイッチ １５ 補償器 １６ 増幅器 １７ レール駆動装置 １８、２０ 電圧発生器 １９ ギャップ設定調整器 ２１ 切替スイッチ ２２ 鉄芯

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気浮上車の一側面に対面させるシフト
   用電磁石及びギャップセンサと、ひとつの鉄芯上に極性
   の向きを逆にして設け、鉄芯と共に浮上車に取付けて前
   記電磁石の磁極面に対向させる対の永久磁石と、前記セ
   ンサに対向させて浮上車の側面に取付けるギャップ検出
   用のターゲットと、走行レールと直角でレール下面が同
   レベルにある引込みレールと、前記電磁石とギャップセ
   ンサを引込みレールの長手方向に一体に動かす駆動機構
   と、前記ギャップセンサの出力値とギャップ設定値との
   偏差を演算処理して偏差吸収のための信号を出力する補
   償器と、この補償器の出力を増幅して前記電磁石のコイ
   ルに供給する増幅器と、前記電磁石を永久磁石に近づけ
   て横シフトのために浮上車を拘束するときに前記ギャッ
   プ設定値を目標値に向けて大から小に、浮上車の拘束を
   解除して電磁石を永久磁石から遠去けるときにギャップ
   設定値を小から大に各々変化させるギャップ設定調整器
   とを具備して構成される磁気浮上車用横シフト装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の横シフト装置のギャップ
   設定調整器に代えて、増幅器に所定の信号を出力する電
   圧発生器と、この電圧発生器及び補償器の増幅器に対す
   る接続状態を切替えるスイッチとを設けてある磁気浮上
   車用横シフト装置。
3. 【請求項３】 前記引込みレールをそのレールの長手方
   向に移動させて走行レールに接離させるレール駆動装置
   を含んでいる請求項１又は２記載の磁気浮上車用横シフ
   ト装置。
4. 【請求項４】 引込みレールの走行レールからの引き離
   しが、シフト用電磁石の永久磁石からの引き離しに先行
   して行われるようにしてある請求項３記載の磁気浮上車
   用横シフト装置。
5. 【請求項５】 ひとつの鉄芯上に設ける異極性の対をな
   す永久磁石を走行レールと直角な垂直方向に並べて配置
   してある請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気浮上車
   用横シフト装置。
6. 【請求項６】 前記対の永久磁石とこれに対向する電磁
   石を走行レール長手方向に位置をずらして複数組設けて
   ある請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気浮上車用横
   シフト装置。