JPH0885625A - 磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多種多様の強磁性被搬送体を軌道の拡張性を損
なわずに非接触で搬送する磁石軌道配置式磁気浮上搬送
装置を提供する。 【構成】単位支持要素３、単位推進要素５および単位案
内要素７で軌道が構成される。単位支持要素３には複数
の磁気支持ユニット１５が上下方向に移動可能に取り付
けられている。吸引力制御手段１９は、鋼板Ｘの単位支
持要素３に重なる部分の重心の上下動に寄与する浮上制
御と鋼板Ｘの同部分のローリングに寄与する浮上制御を
行なう。高さ制御装置５３で高さ調節機構を制御して鋼
板Ｘの高さが所定位置に保たれる。鋼板Ｘのピッチング
については各単位支持要素３に備えられたコイルスプリ
ング４７とダンパ４９とにより安定化が図られる。単位
推進要素５では鋼板Ｘを移動させるとともにヨーイング
を減少させる。単位案内要素７では鋼板Ｘの左右方向の
案内を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板等の強磁性体から
なる被搬送体を吸引式磁気浮上によって非接触で搬送す
る磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、製鉄所の冷間圧延工程では、
鋼板加工装置間において鋼板を輸送するに当たり、通
常、搬送方向にローラを多数配置したローラ軌道を用い
て搬送する方法が採用されている。また、自動車工場等
の鋼板プレス工程では、一般的にプレス加工される鋼板
を台車やクレーンを用いてプレス加工装置まで搬送する
方法が採用されている。

【０００３】しかしながら、ローラ軌道を用いる方法で
は、ローラ上にゴミ等があった場合に、軌道を移動する
鋼板の表面に傷が付き易く、商品価値を著しく下げる虞
がある。このため、ゴミ等がローラに付着しないよう
に、常にローラを整備しなければならず、多大の労力と
費用を必要とする問題があった。また、台車やクレーン
による方法では、鋼板の積み降しの際に傷が生じ易いば
かりか、移載に多くの時間を費やす問題があった。

【０００４】そこで、こうした問題を解消すべく、最近
では、様々な装置が開発され始めている。たとえば、軌
道に電磁石を多数配置し、電磁石の下方を軌道に沿って
移動する鋼板の端部が電磁石に差掛かろうとするところ
で電磁石を次々に励磁していき、電磁石の吸引力を鋼板
の重量支持と鋼板への推力付与に使用する一方で、電磁
石と鋼板との間に設けられた圧縮空気の通路から鋼板側
に空気を噴き出して鋼板が電磁石に吸着されるのを防止
するとともに、鋼板を非接触で支持する装置が開発され
ている（日経メカニカル1989.6.12 ）。また、薄板鋼板
を４つの電磁石で支持しようとする研究（電気学会産業
応用部門全国大会予稿集，平成１年７月，ｐ915 ）や、
鋼板を特殊形状の電磁石を用いた非接触で案内しようと
する装置も開発され始めている（特開平2-270739号公
報）。

【０００５】しかし、これらの技術は、装置が複雑であ
ったり、搬送できる鋼板の寸法や重量の範囲が狭かった
りし、多種多様の鋼板を長距離に亘って搬送するのは困
難が予想される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、鋼板を傷
付けることなく搬送する場合、機械的な接触を用いる手
段では、保守や搬送時の衝撃防止策に多大の労力と時間
とが必要となる。また、従来技術による非接触搬送手段
では、搬送できる鋼板の寸法や重量が限られていたり、
装置が複雑で長距離搬送を行うことが困難であるなどの
問題があった。

【０００７】そこで本発明は、磁性材で形成された多種
多様の被搬送物を長距離に亘り非接触で搬送することが
でき、かつ搬送ラインを容易に構築できる磁石軌道配置
式磁気浮上搬送装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被搬送体の搬送経路に沿って磁気力支持
系を備えた軌道を配置し、上記磁気力支持系の磁気吸引
力を制御して前記被搬送体を非接触支持するようにした
磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置において、前記軌道は
前記搬送方向に複数個配置された単位支持要素を含んで
構成されており、前記各単位支持要素は、軌道枠と、電
磁石を含み前記軌道枠に上下方向の移動を許容する取付
手段を介して前記被搬送体の搬送方向とほぼ直交する方
向に複数配置された磁気支持ユニットと、前記被搬送体
が前記各磁気支持ユニットの下方にあるときのみ前記各
磁気支持ユニットの前記電磁石を制御して前記被搬送体
の鉛直運動についての浮上制御と前記被搬送体のローリ
ングについての浮上制御とを行う吸引力制御手段とを具
備してなることを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明によれば、単位支持要素毎に被搬送体の
鉛直運動についての浮上制御とローリングについての浮
上制御がなされ、また取付手段により磁気支持ユニット
が上下に可動であることにより単位支持要素間での被搬
送体のピッチングを抑制することが可能となる。このた
め、被搬送体の全長のみならず、被搬送体の全幅が多種
多様であっても被搬送体の上下動およびローリングを単
位支持要素毎で抑制して安定に浮上させることができ、
かつ取付手段によって被搬送体のピッチングを抑制する
ことができ、もって被搬送体全体を非接触支持すること
が可能となる。さらに、被搬送体の重量や慣性モーメン
トが異なる場合でも、そうした差異が各単位支持要素に
分配されるので、個々の単位支持要素の集合として形成
される磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置全体としてより
広範囲の重量および慣性モーメントを持つ被搬送体を非
接触支持することが可能となる。また、一本の軌道で複
数の被搬送体の非接触搬送が可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。

【００１１】図１には本発明の一実施例に係る磁石軌道
配置式磁気浮上搬送装置１が示されている。

【００１２】この磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置１
は、搬送経路に沿って配置されて軌道を形成する単位支
持要素３と、軌道の要所要所に配置されて強磁性材製の
被搬送体、たとえば鋼板Ｘに搬送方向への推進力を与え
る単位推進要素５と、軌道の要所要所に配置されて鋼板
Ｘに案内力を与える単位案内要素７とを含んで構成され
ている。

【００１３】単位支持要素３は、図２に示すように、ベ
ース１１に両端が固定されている逆Ｕ字形状の軌道枠１
３と、搬送方向と直交する線上に配列されて被搬送物で
ある鋼板Ｘを非接触支持するために鋼板Ｘに対して磁気
的な吸引力を作用する一対の磁気支持ユニット１５と、
軌道枠１３と各磁気支持ユニット１５との間に介在して
各磁気支持ユニット１５を軌道枠１３に取付けるための
取付手段１７と、各磁気支持ユニット１５の磁気的な吸
引力を制御して鋼板Ｘを非接触支持させる吸引力制御手
段１９とを含んで構成されている。

【００１４】各磁気支持ユニット１５は、永久磁石２１
をコイル２３と鉄心２５とからなる２つの電磁石２７で
挟さんで構成されている。なお、２つのコイル２３同士
は、同一の励磁電流により、これらの磁束が互いに強め
合うように直列に接続されている。

【００１５】取付手段１７は、軌道枠１３の上方下面に
所定間隔で溶接固定されている２つの台座３１と、ガイ
ド機構３３を介して上下方向にのみ自由に動けるように
ガイドされている台板３５と、２つの磁気支持ユニット
１５および吸引力制御手段１９に属し、各磁気支持ユニ
ット１５と鋼板Ｘとの間のギャップ長を測定する４つの
ギャップセンサ３７を下面に備える基台３９と、基台３
９の上面に固定され、台板３５と基台３９との間の距離
を変えることで基台３９の高さを調節する高さ調節機構
４１で構成されている。

【００１６】ガイド機構３３は、台座３１を貫き台座３
１の両端部に固定された合計４個（２個は図示せず）の
リニアガイド４３ａと、下端が台板３５に固定され、上
端側がリニアガイド４３ａによって上下方向に自由に動
けるように案内される４本の棒材４５ａと、各棒材４５
ａを取り巻くように台板３５とリニアガイド４３ａとの
間に装着された弾性要素としてのコイルスプリング４７
と、上端が台座３１の下面に固定されるとともに下端が
台板３５の上面に固定された非弾性要素としての２つの
ダンパ４９で構成されている。

【００１７】また、高さ調節機構４１は、台板３５を貫
き台板３５の両端部に固定された合計４個のリニアガイ
ド４３ｂと、下端が基台３９に固定され、上端側がリニ
アガイド４３ｂによって上下方向に自由に動けるように
案内される４本の棒材４５ｂと、上部が台板３５を貫い
て固定され下端が基台３９の上面に固定される伸縮自在
のアクチュエータ５１で構成されている。アクチュエー
タ５１は、基台３９の高さを所定値に制御するために、
高さ制御装置５３により伸縮量が制御される。なお、リ
ニアガイド４３ａ，４３ｂのうち、添字に括弧を付した
４３(a) ，４３(b) は棒材４５ａ，４５ｂの移動距離測
定器を兼ねている。

【００１８】吸引力制御手段１９は、図５にも示すよう
に、単位支持要素３毎に各磁気支持ユニット１５の左右
に近接して配置され、それぞれの磁気支持ユニット１５
と鋼板Ｘとの間の浮上ギャップ長を測定する４つのギャ
ップセンサ３７（ギャップセンサ３７ａ，３７ｂ，３７
ｃ，３７ｄ）と、各電磁石２７の各コイルに流れる励磁
電流を測定するための電流検出器５５ａ，５５ｂで構成
される浮上用センサ部５７と、浮上用センサ部５７の出
力信号ｚ_a 〜ｚ_d ，ｉ_a ，ｉ_b および高さ制御装置５３
より得られる基台３９の高さの所定の設定値からの変位
信号Δｚ_bsを入力として鋼板Ｘを浮上させるのに必要な
磁気支持ユニット１５毎の励磁電圧ｅ_a，ｅ_b を計算す
る浮上用演算部５９と、図示していない電源に接続さ
れ、浮上用演算部５９の出力ｅ_a ，ｅ_b に基づき各磁気
支持ユニット１５のコイル２３を励磁するパワーアンプ
６１ａ，６１ｂとで構成されている。

【００１９】高さ制御装置５３は、図６にも示すよう
に、リニアガイド４３(a) ，４３(b)で構成される高さ
調節用センサ部６３と、高さ調節用センサ部６３の出力
信号および吸引力制御手段１９から得られる浮上ギャッ
プ長の所定の設定値からの変位信号Δｚおよび鋼板Ｘの
検出信号ＴＦを入力として浮上時の鋼板Ｘの高さを所定
の値に保つためにアクチュエータ５１のモータ駆動電流
ｉ_daを計算する高さ調節用演算部６５と、図示していな
い電源に接続され、高さ調節用演算部６５の出力ｉ_daに
基づきアクチュエータ５１のモータを駆動する電流ドラ
イバ６７とで構成されている。

【００２０】図５に示される吸引力制御手段１９の浮上
用演算部５９は、たとえばメインコンピュータにより設
定される所定の設定値を出力する浮上ギャップ長設定器
７０および同電流設定器７２と、浮上ギャップ長設定値
をギャップセンサ３７ａ〜３７ｄの出力値ｚ_a 〜ｚ_d か
ら減算するための減算器７４ａ〜７４ｄおよび電流設定
値を電流検出器５５ａ，５５ｂの出力値ｉ_a ，ｉ_b から
減算する減算器７６ａ，７６ｂと、ギャップセンサ３７
ａ〜３７ｄの出力値ｚ_a 〜ｚ_d から磁気支持ユニット１
５の下方位置での鋼板Ｘの有無を検出する鋼板検出回路
７８と、減算器７４ａ〜７４ｄの出力値から鋼板Ｘの単
位支持要素３に重なる部分の重心座標の所定位置からの
偏差Δｚならびに鋼板Ｘの同部分のロール角Δθを得る
ための浮上ギャップ長偏差座標変換回路８０と、鋼板Ｘ
の単位支持要素３に重なる部分の重心の上下動に寄与す
るコイル励磁電流Δｉ_z ならびに鋼板Ｘの同部分のロー
リングに寄与するコイル励磁電流Δｉ_θを得るための励
磁電流偏差座標変換回路８１と、浮上ギャップ長偏差座
標変換回路８０および励磁電流偏差座標変換回路８１の
出力Δｚ，Δｉ_z に加えて基台３９の所定高さからの偏
差を表す高さ制御装置５３からの信号Δｚ_bsを入力とし
て、鋼板Ｘの単位支持要素３に重なる部分の重心の上下
動に寄与するコイル励磁電圧ｅ_z を演算する上下動モー
ド制御電圧演算回路８２ならびに浮上ギャップ長偏差座
標変換回路８０および励磁電流偏差座標変換回路８１の
出力Δθ，Δｉ_θに鋼板Ｘの単位支持要素３に重なる部
分のローリングに寄与するコイル励磁電圧ｅ_θを演算す
るロールモード制御電圧演算回路８３を備えた制御電圧
演算回路８４と、制御電圧演算回路８４の出力ｅ_z ，ｅ
_θならびに鋼板検出回路７８の検出信号ＴＦを入力とし
て、磁気支持ユニット１５の下方に鋼板Ｘが存在すると
きにそれぞれの磁気支持ユニット１５を励磁する励磁電
圧ｅ_a ，ｅ_b を演算する制御電圧座標逆変換回路８６と
で構成されている。

【００２１】なお、制御電圧座標逆変換回路８６では、
鋼板検出信号ＴＦが無から有に変わると、所定時間ｔ₁
後に０，０からｅ_a ，ｅ_b へと切換が行われる。さら
に、外的要因により、鋼板Ｘのローリングが阻害されて
いる場合には、図示していない手段によりロールモード
制御電圧演算回路８３の出力ｅ_θがゼロとなるようにし
ている。

【００２２】図６に示される高さ調節用演算部６５は、
たとえばメインコンピュータにより設定される複数の所
定の設定値を吸引力制御手段１９からの鋼板検出信号Ｔ
Ｆに基づいて選択的に出力する基台高さ長設定器８８
と、基台高さ設定値をリニアガイド４３(a) ，４３(b)
の出力値ｈ_a ，ｈ_b の和から減算するための演算器９０
と、吸引力制御手段１９からの偏差信号Δｚおよび鋼板
検出信号ＴＦを入力として磁気支持ユニット１５の下方
で鋼板Ｘが浮上しているときにΔｚ、そうでないときに
０を出力する切換器９２と、基台３９の高さの所定の設
定値からの変位信号Δｚ_bsを表す演算器９０の出力と切
換器９２の出力とを加算する加算器９４と、加算器９４
の出力から浮上時の鋼板Ｘの高さを所定の値に保つため
にアクチュエータ５１のモータ駆動電流ｉ_daを計算する
励磁電流演算回路９６とで構成されている。なお、切換
器９２では、鋼板検出信号ＴＦが無から有に変わると、
所定時間ｔ₂ 後に０からΔｚへと切換が行われる。

【００２３】単位推進要素５は、図３にも示すように、
構成要素の一部が単位支持要素３と同一であるため、同
一部分には同一符号を付して説明は省略する。

【００２４】単位推進要素５においては、軌道枠１３は
一枚のベース９８に固定されている。ベース９８の上面
には、推進手段として鋼板Ｘに推進力を非接触で付与す
るための２つのリニア誘導電動機の固定子１００ａ，１
００ｂが配置されている。

【００２５】固定子１００ａ，１００ｂは、十字形状基
台１０２の上面にそれぞれ固定されている。この十字形
状基台１０２は、固定子１００ａ，１００ｂを上下方向
に案内するために基台１０２を貫いて固定されたリニア
ガイド１０４ａと、このリニアガイド１０４ａにガイド
され、下端がベース９８の上面に固定された棒材１０５
と、上端が基台１０２の下面に、下端がベース９８の上
面に固定され、基台１０２の前後端部に配置されたアク
チュエータ１０６とを介してベース９８に取り付けられ
ている。

【００２６】２つの基台１０２の内側翼部上面には、鋼
板Ｘと固定子１００ａ，１００ｂ間のギャップ長を検出
するギャップセンサ１０８がそれぞれ取り付けられてい
る。すなわち、ベース９８、リニアガイド１０４ａおよ
びアクチュエータ１０６は固定子１００ａ，１００ｂの
高さ調節機構１１０ａ，１１０ｂを構成している。な
お、リニアガイド１０４ａのうち、添字に括弧が付され
たリニアガイド１０４(a) は棒材１０５の移動距離測定
器を兼ねている。

【００２７】また、取付手段１７の基台３９に替えて２
つの十字形状基台１０２を左右のアクチュエータ５１の
下端およびリニアガイド４３ｂを通る棒材４５ｂの下端
に固定して取付手段１１２が構成されている。ここで、
取付手段１１２においてはダンパ４９の減衰率は無限大
になっており、台板３５は軌道枠１３に対して固定され
ている。

【００２８】さらに、推進手段として鋼板Ｘに推進力を
非接触で付与するために、取付手段１１２の基台１０２
の下面には、固定子１００ａ，１００ｂにそれぞれ対向
するようにリニア誘導電動機の固定子１１４ａ，１１４
ｂが取り付けられている。

【００２９】取付手段１１２の台板３５の中央部両側に
は支持板１１６が固着されており、鋼板Ｘの有無および
鋼板Ｘのヨーイング検出手段として左右移動量を非接触
で検出するためのフィードモニタ１１８ａ，１１８ｂが
推力制御装置１２０、高さ制御装置１２２および座台１
２４を介して支持板１１１ｂの先端部下方に取り付けら
れている。

【００３０】一方、取付手段１１２の十字形状基台１０
２の左右両端には、鋼板Ｘと固定子１１４ａ，１１４ｂ
間のギャップ長を検出するギャップセンサ１２６が内側
に２個取付けられおり、鋼板Ｘの有無および軌道に沿っ
た移動量を非接触で検出するためのフィードモニタ１２
８ａ，１２８ｂが外側に取付けられている。すなわち、
台板３５を貫いて固定される２つのリニアガイド４３ｂ
と、下端が基台１０２に固定されてリニアガイド４３ｂ
よって上下方向に自由に動けるように案内される２本の
棒材４５ｂと、上部が台板３５を貫いて固定され下端が
基台１０２の上面に固定される伸縮自在のアクチュエー
タ５１とにより、固定子１１４ａ，１１４ｂのそれぞれ
の高さを調節できる高さ調節機構１３０ａ，１３０ｂが
構成されている。

【００３１】アクチュエータ１０６およびアクチュエー
タ５１は、固定子１００ａ，１００ｂおよび固定子１１
４ａ，１１４ｂのそれぞれの高さを所定値に制御するた
めに、高さ制御装置１２２により伸縮量が制御される。

【００３２】図７に推力制御装置１２０を示す。

【００３３】推力制御装置１２０は、固定子１１４ａ，
１１４ｂの下方にある鋼板Ｘの左右の移動量ｙ_a ，ｙ_b
を検出して出力するとともに鋼板Ｘの有無検出信号ＴＦ
を出力するフィードモニタ１１８ａ，１１８ｂおよび下
方にある鋼板Ｘの軌道に沿った移動量ｘ_a ，ｘ_b を検出
して出力するとともに鋼板Ｘの有無検出信号ＴＦを出力
するフィードモニタ１２８ａ，１２８ｂで構成される推
進用センサ部１３２と、推進用センサ部１３２の出力ｘ
_a ，ｘ_b ，ｙ_a ，ｙ_b および４つのＴＦを入力とし、こ
れらに基づいて、固定子１００ａおよび固定子１１４ａ
を励磁するための励磁周波数ω_a 、固定子１００ｂおよ
び固定子１１４ｂを励磁するための励磁周波数ω_b を演
算するための推進力演算手段１３４と、図示していない
三相電源に接続され、推進力演算手段１３４の出力ω_a
に基づいて固定子１００ａおよび固定子１１４ａを励磁
する三相のインバータ１３６ａと、同じく固定子１００
ｂおよび固定子１１４ｂを励磁する三相のインバータ１
３６ｂとで構成されている。

【００３４】本実施例では、インバータ１３６ａ，１３
６ｂが励磁手段となっている。また、固定子１００ａお
よび固定子１１４ａ、固定子１００ｂおよび固定子１１
４ｂは、互いに向き合う固定子間に図８に示す移動磁界
が発生するように結線されている。

【００３５】推進力演算手段１３４は、推進用センサ部
１３２の出力ｘ_a ，ｘ_b からそれぞれの移動速度を演算
するための微分器１３８と、微分器１３８の速度ｖ_a ，
ｖ_bから鋼板Ｘの単位推進要素５に重なる部分の重心の
移動速度ｖ_x を得るための鋼板速度座標変換回路１４０
と、推進用センサ部１３２の出力ｙ_a ，ｙ_b から鋼板Ｘ
の単位推進要素５に重なる部分の重心回りのヨー角ψを
得るためのヨー方向座標変換回路１４２と、４つの鋼板
Ｘの有無検出信号ＴＦのＡＮＤを計算するためのＡＮＤ
回路１４４、たとえばメインコンピュータにより設定さ
れる所定値を出力する鋼板速度設定器１４６と、同ヨー
角設定器１４８と、鋼板速度座標変換回路１４０の出力
ｖ_x から鋼板速度設定器１４６の設定値を減算し、速度
偏差Δｖ_x を出力する減算器１５０と、ヨー方向座標変
換回路１４２の出力ψからヨー角設定器１４８の設定値
を減算し、ヨー角偏差Δψを出力する減算器１５２と、
減算器１５０の出力Δｖ_x に基づいて鋼板Ｘの単位推進
要素５に重なる部分の重心移動速度に係わるインバータ
１３６ａ，１３６ｂの励磁周波数ω_z を演算する速度モ
ード励磁周波数演算回路１５４および鋼板Ｘの単位推進
要素５に重なる部分の重心回りのヨーイングに係わるイ
ンバータ１３６ａ，１３６ｂの励磁周波数ω_θを演算す
るヨーモード励磁周波数演算回路１５６からなる励磁周
波数演算回路１５８と、励磁周波数演算回路１５８の出
力ω_z ，ω_θならびにＡＮＤ回路１４４の検出信号ＴＦ
を入力として、固定子１１４ａ，１１４ｂの下方に鋼板
Ｘが存在する場合に固定子１００ａと固定子１１４ａを
励磁するインバータ１３６ａの励磁周波数ω_a を演算す
るとともに同場合に固定子１００ｂと固定子１１４ｂを
励磁するインバータ１３６ｂの励磁周波数ω_b を演算す
る励磁周波数座標逆変換回路１６０とで構成されてい
る。

【００３６】高さ制御装置１２２は、４つの固定子１０
０ａ，１００ｂおよび固定子１１４ａ，１１４ｂの個々
の高さを個別に制御する同一構成の４つのブロックに分
かれている。

【００３７】図９に高さ制御装置１２２の１つのブロッ
ク構成を示す。

【００３８】高さ制御装置１２２の１つのブロックは、
ギャップセンサ１２６もしくはギャップセンサ１０８お
よびリニアガイド４３(b) もしくはリニアガイド１０４
(a)で構成され、ギャップセンサ１０８もしくはギャッ
プセンサ１２６の出力値ｈを出力するとともにリニアガ
イド１０４(a) の出力値Ｉを出力する高さ調節用センサ
部１６２と、この高さ調節用センサ部１６２の出力信号
ｈ，ｌおよび推力制御装置１２０から得られる鋼板Ｘの
検出信号ＴＦを入力として鋼板Ｘと固定子１００ａ，１
００ｂおよび固定子１１４ａ，１１４ｂとの間のそれぞ
れのギャップ長を所定の値に保つためにアクチュエータ
５１もしくはアクチュエータ１０６のモータ駆動電流ｉ
_dtを計算する高さ調節用演算部１６４と、図示しない電
源に接続され、高さ調節用演算部１６４の出力ｉ_dtに基
づいてアクチュエータ５１もしくはアクチュエータ１０
６のモータを駆動する電流ドライバ１６５とにより構成
されている。

【００３９】高さ調節用演算部１６４は、たとえばメイ
ンコンピュータにより設定される複数の所定の設定値を
推力制御装置１２０からの鋼板検出信号ＴＦに基づいて
選択的に出力する固定子ギャップ長設定器１６６と、ギ
ャップセンサ１０８，１２６の出力ｈ、リニアガイド４
３(b) ，１０４(a) の出力Ｉおよび鋼板検出信号ＴＦを
入力として固定子１１４ａ，１１４ｂの下方に鋼板Ｘが
存在するときにｈ，そうでないときにＩを出力する切換
器１６７と、この切換器１６７の出力から固定子ギャッ
プ長設定器１６６の出力を減算する減算器１６８と、こ
の減算器１６８の出力Δｈから固定子と鋼板Ｘとの間の
ギャップ長を所定の値に保つためのアクチュエータ５１
のモータ駆動電流ｉ_dtを計算する励磁電流演算回路１７
０とで構成されている。

【００４０】単位案内要素７は、図４にも示すように、
構成要素の一部が単位推進要素５と同一であるため、同
一部分には同一符号を付して説明は省略する。

【００４１】単位案内要素７においては、高さ調節機構
１１０ａ，１１０ｂの基台１０２の上面に案内手段とし
てリニア誘導電動機の固定子１７２ａ，１７２ｂがそれ
ぞれ取り付けられている。固定子１７２ａ，１７２ｂの
内側面近傍および基台１０２の上面には、図９の高さ制
御装置１２２の構成要素であるギャップセンサ１０８が
固定されている。また、取付手段１１２の十字形状基台
１０２に替えて２つの板状基台１７４を左右のアクチュ
エータ５１の下端およびリニアガイド４３ｂを通る棒材
４５ｂの下端に固定して取付手段１７６が構成されてい
る。

【００４２】ここで、取付手段１７６においてはダンパ
４９の減衰率は無限大になっており、台板３５と軌道枠
１３との間に固定されている。

【００４３】さらに、案内手段として鋼板Ｘに案内力を
非接触で付与するために、基台１７４の下面には、固定
子１７２ａ，１７２ｂにそれそれ対向するようにリニア
誘導電動機の固定子１７８ａ，１７８ｂが取り付けられ
ている。取付手段１７６の構成要素である台板３５の中
央部下面には、鋼板Ｘの有無および左右移動量を非接触
で検出するためのフィードモニタ１１８が案内力制御装
置１８０および座台１２４を介して取り付けられてい
る。

【００４４】一方、基台１７４の内側端部下面には、鋼
板Ｘと固定子１７８ａ，１７８ｂ間のギャップ長を検出
するギャップセンサ１２６がそれぞれ取り付けられてい
る。すなわち、台板３５を貫いて固定される２つのリニ
アガイド４３ｂと、下端が基台１７４に固定されてリニ
アガイド４３ｂによって上下方向に自由に動けるように
案内される２本の棒材４５ｂと、上部が台板３５を貫い
て固定され下端が基台１７４の上面に固定される伸縮自
在のアクチュエータ５１とにより、固定子１７８ａ，１
７８ｂのそれぞれの高さを調節できる高さ調節機構１８
２ａ，１８２ｂが構成されている。

【００４５】アクチュエータ１０６およびアクチュエー
タ５１は、固定子１７２ａ，１７２ｂおよび固定子１７
８ａ，１７８ｂのそれぞれの高さを所定値に制御するた
めに、ベース９８の上面端部に取り付けられた高さ制御
装置１２２により伸縮量が制御されている。この高さ制
御装置１２２は、単位推進要素５と同一のものである
が、図９の高さ調節用演算部１６４に導入される鋼板Ｘ
の有無検出信号ＴＦが案内力制御装置１８０からのもの
となっている。

【００４６】図１０に案内力制御装置１８０の構成を示
す。

【００４７】案内力制御装置１８０は、固定子１７８
ａ，１７８ｂの下方にある鋼板Ｘの左右の移動量ｙを検
出して出力するとともに鋼板Ｘの有無検出信号ＴＦを出
力するフィードモニタ１１８で構成される案内用検出手
段１８４と、この案内用検出手段１８４の出力ｙおよび
ＴＦを入力とし、これらに基づいて固定子１７２ａ，固
定子１７８ａを励磁するための励磁周波数ω_gaおよび固
定子１７２ｂ，固定子１７８ｂを励磁するための励磁周
波数ω_gbを演算するための案内力演算手段１８６と、図
示しない三相電源に接続され、案内力演算手段１８６の
出力ω_gaに基づいて固定子１７２ａおよび固定子１７８
ａを励磁する三相のインバータ１８８ａと、同じく案内
力演算手段１８６の出力ω_gbに基づいて固定子１７２ｂ
および固定子１７８ｂを励磁する三相のインバータ１８
８ｂとにより構成されている。

【００４８】本実施例では、インバータ１８８ａ，１８
８ｂが励磁手段となっている。また、固定子１７２ａお
よび固定子１７８ａ、固定子１７２ｂおよび固定子１７
８ｂは、互いに向き合う固定子間に図８に示す移動磁界
が発生するように結線されているとともに、固定子１７
２ａと固定子１７８ａ間の移動磁界および固定子１７２
ｂと固定子１７８ｂ間の移動磁界の方向はともに向い合
うように互いに逆向きとなっている。

【００４９】案内力演算手段１８６は、たとえばメイン
コンピュータにより設定される所定の設定値を出力する
鋼板中心偏差設定器１９０と、案内用検出手段１８４の
出力ｙから鋼板中心偏差設定器１９０の設定値を減算
し、鋼板Ｘの単位案内要素７に重なる部分の左右方向の
位置偏差Δｙを演算する減算器１９２と、この減算器１
９２の出力Δｙに基づいて鋼板Ｘの単位案内要素７に重
なる部分の案内に係わるインバータ１８８ａの励磁周波
数ω_gaおよび同インバータ１８８ｂの励磁周波数ω_gbの
増減分励磁周波数Δωを演算する案内モード励磁周波数
演算回路１９４と、この案内モード励磁周波数演算回路
１９４の出力Δωおよびフィードモニタ１１８からの鋼
板Ｘの有無検出信号ＴＦを入力として、固定子１７８
ａ，１７８ｂの下方に鋼板Ｘが存在する場合に固定子１
７２ａと固定子１７８ａを励磁するインバータ１８８ａ
の励磁周波数ω_gaを演算するとともに同場合に固定子１
７２ｂと固定子１７８ｂを励磁するインバータ１８８ｂ
の励磁周波数ω_gbを演算する個別励磁周波数演算回路１
９６とで構成されている。なお、個別励磁周波数演算回
路１９６にあっては、所定の大きさに設定された基準周
波数ωに対して、ω_ga＝ω−Δω，ω_gb＝ω＋Δωが演
算されている。

【００５０】次に、上記のように構成された本実施例に
係わる磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置の動作を説明す
る。

【００５１】いま、冷間圧延機のローラ出口の近傍から
本実施例に係わる磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置が搬
送経路に沿って設置されている場合について図１１を用
いながら説明する。

【００５２】図１１において１９７は冷間圧延機のロー
ラである。各単位支持要素３において、鋼板Ｘが磁気支
持ユニット１５の下方にない場合にはギャップセンサ３
７ａ〜３７ｄの出力値が大きいため鋼板検出回路７８が
鋼板の無いことを検出する。そして、検出信号ＴＦによ
り鋼板の無いことを制御電圧座標逆変換回路８６に伝え
るので励磁電圧ｅ_a ，ｅ_b の代わりにゼロが出力され、
なんらの浮上制御も行われない。このとき、高さ制御装
置５３にも検出信号ＴＦが伝達される。このため、切換
器９２ではゼロが選択されるとともに基台高さ長設定器
８８においては鋼板Ｘが存在するときの設定値よりもリ
ニアガイド４３の延びが小さくなる値が選択される。

【００５３】リニアガイド４３(a) ，４３(b) の出力ｈ
_a ，ｈ_b の和は、基台３９の高さを表し、演算器９０に
おいてはｈ_a ，ｈ_b の和から基台高さ長設定器８８の設
定値が減算される。すると、基台３９が所定値にない場
合には、高さ制御装置５３の励磁電流演算回路９６に演
算器９０の出力Δｚ_bsが導入され、Δｚ_bsががゼロに収
束するようにｉ_daが演算され、電流ドライバ６７により
アクチュエータ５１のモータが駆動される。これによ
り、基台３９は鋼板Ｘが存在するときよりも高い位置に
セットされる。

【００５４】このように基台３９が高い位置にセットさ
れると、鋼板Ｘが当該単位支持要素３に浮上しながら到
達しても磁気支持ユニット１５に鋼板Ｘが接触すること
がないばかりか、磁気支持ユニット１５と鋼板Ｘとの間
に十分なギャップ長を確保できるので、永久磁石２１の
吸引力で鋼板Ｘが吸着されることもない。

【００５５】各単位推進要素５および各単位案内要素７
の高さ制御装置１２２においても、検出信号ＴＦによ
り、鋼板Ｘのないことが固定子ギャップ長設定器１６６
および切換器１６７に伝達される。これにより、固定子
ギャップ長設定器１６６では鋼板Ｘが存在するときより
小さい値が選択されるとともに切換器１６７において
は、リニアガイド４３(b) ，１０４(a) の出力Ｉが選択
される。すると、Ｉが設定値と同じでない場合には，励
磁電流演算回路１７０にΔｈが導入され、Δｈがゼロに
収束するようにｉ_dtが演算され、電流ドライバ１６５に
よりアクチュエータ５１，１０６のモータが駆動され
る。これにより、固定子１１４ａ，１１４ｂ，１７８
ａ，１７８ｂは鋼板Ｘが存在するときより上方に、また
固定子１００ａ，１００ｂ，１７２ａ，１７２ｂは下方
にセットされ、当該単位推進要素５もしくは単位案内要
素７に鋼板Ｘが浮上しながら到達しても各固定子が鋼板
Ｘと接触することがない。

【００５６】また、検出信号ＴＦにより鋼板Ｘの無いこ
とが推力制御装置１２０の励磁周波数座標逆変換回路１
６０および案内力制御装置１８０の個別励磁周波数演算
回路１９６にも伝達されるため、これらの出力ω_a ，ω
_b ，ω_gaおよびω_gbの代わりにゼロが出力され、固定子
が励磁されることもない。

【００５７】鋼板Ｘが単位支持要素３の磁気支持ユニッ
ト１５の下方に到達すると、ギャップセンサ３７ａ〜３
７ｄの出力値が所定値より小さくなるため、鋼板検出回
路７８が鋼板の有ることを検出する。そして、鋼板Ｘが
単位支持要素３の磁気支持ユニット１５の下方に到達し
たことは、検出信号ＴＦにより高さ制御装置５３の基台
高さ長設定器８８および切換器９２に伝達される。する
と、基台高さ長設定器８８においては、鋼板Ｘが存在す
るときの設定値が選択れる。

【００５８】演算器９０では、リニアガイド４３(a) ，
４３(b) の出力ｈ_a ，ｈ_b の和から基台高さ長設定器８
８の設定値が減算され、Δｚ_bsが出力される。基台３９
が設定値にない場合には、ゼロを選択する切換器９２の
出力とΔｚ_bsが加算器９４で加算され、励磁電流演算回
路９６に加算器９４の出力とΔｚ_bsが導入される。

【００５９】励磁電流演算回路９６では、Δｚ_bsがゼロ
に収束するようにｉ_daが演算され、電流ドライバ６７に
よりアクチュエータ５１のモータが駆動される。これに
より、基台３９は鋼板Ｘが存在するときの設定高さにセ
ットされる。このとき、演算器９０の出力Δｚ_bsは吸引
力制御手段１９の上下動モード制御電圧演算回路８２に
導入される。一方、鋼板検出回路７８の鋼板検出信号Ｔ
Ｆは制御電圧座標逆変換回路８６に伝えられ、基台３９
が設定高さにセットされた後、つまり検出信号ＴＦを受
けてから所定時間ｔ₁ 後に励磁電圧ｅ_a ，ｅ_ｂが出力さ
れ浮上制御が開始される。

【００６０】浮上制御においては、ギャップセンサ３７
ａ〜３７ｄの出力値ｚ_a ，ｚ_b ，ｚ_c ，ｚ_d が減算器７
４ａ〜７４ｄにより浮上ギャップ長設定器７０の出力か
ら減算され、減算結果が浮上ギャップ長偏差座標変換回
路８０に導入されて鋼板Ｘの単位支持要素３に重なる部
分の重心座標の所定位置からの偏差Δｚならびに鋼板Ｘ
の同部分のロール角Δθが演算され、さらに電流検出器
５５ａ，５５ｂにより検出された電磁石２７の励磁電流
測定値ｉ_a ，ｉ_b が減算器７６ａ，７６ｂにより電流設
定器７２のゼロ出力から減算され、この減算結果が励磁
電流偏差座標変換回路８１に導入されて鋼板Ｘの単位支
持要素３に重なる部分の重心の上下動に寄与するコイル
励磁電流Δｉ_z ならびに鋼板Ｘの同部分のローリングに
寄与するコイル励磁電流Δｉ_θが演算される。

【００６１】Δｚ，Δθ，Δｉ_z ，Δｉ_θのうち、Δｚ
およびΔｉ_z は演算器９０の出力Δｚ_bsとともに上下動
モード制御電圧演算回路８２に導入され、鋼板Ｘの単位
支持要素３に重なる部分の重心の上下動に寄与するコイ
ル励磁電圧ｅ_z が演算される。ｅ_ｚの演算に際しては鋼
板Ｘの定常浮上状態においてΔｉ_z がゼロに収束する、
いわゆるゼロパワー制御が行われる。

【００６２】一方、Δ_θ，Δｉ_θはロールモード制御電
圧演算回路８３に導入され、鋼板Ｘの同部分のローリン
グに寄与するコイル励磁電圧ｅ_θが演算される。ｅ_θの
演算に際しても鋼板Ｘの定常浮上状態においてΔｉ_θが
ゼロに収束する、いわゆるゼロパワー制御が行われる。

【００６３】制御電圧演算回路８４の出力ｅ_z ，ｅ_θは
制御電圧座標逆変換回路８６に導入され、それぞれの電
磁石２７の励磁電圧ｅ_ａ，ｅ_ｂが演算される。この浮上
制御により、鋼板Ｘの定常浮上状態においてｉ_a ，ｉ_b
がゼロに収束する、いわゆるゼロパワー制御が全体とし
て達成される。

【００６４】このように、鋼板Ｘの単位支持要素３に重
なる部分の重心の上下動に寄与する浮上制御と鋼板Ｘの
同部分のローリングに寄与する浮上制御モード毎に行う
と、それぞれのモードで浮上制御系の設計が可能となる
ため、鋼板Ｘの単位長さ当たりの重量変化や材質、厚み
の変化に対してロバストな浮上制御を行うことができ
る。

【００６５】また、浮上制御が定常浮上状態に至るまで
の間、コイルスプリング４７およびダンパ４９に鋼板Ｘ
の重量が負荷され、リニアガイド４３(a) の出力ｈ_a が
変動しても、高さ制御装置５３において基台３９を設定
高さに維持すべく高さ制御が行われるとともに、高さ制
御に伴うΔｚ_bsの変動が上下動モード制御電圧演算回路
８２に導入されるので安定な浮上制御が実現できる。

【００６６】さらに、ゼロパワー制御により鋼板Ｘを安
定に浮上させると、磁気支持ユニット１５と鋼板Ｘとの
浮上ギャップ長は永久磁石２１の吸引力と鋼板Ｘの負荷
重量が釣り合う長さとなる。このときの浮上ギャップ長
が浮上ギャップ長設定器７０の出力値と異なると、浮上
ギャップ長偏差座標変換回路８０においてΔｚが出力さ
れる。この出力は、高さ制御装置５３の切換器９２に導
入されており、鋼板検出回路７８の鋼板検出信号ＴＦを
受けてから鋼板Ｘがほぼ安定に浮上するまでの所定時間
ｔ₂ 後に切換器９２より出力される。これにより、高さ
制御装置５３の加算器９４では（Δｚ_bs＋Δｚ）が出力
されるので、基台３９は所定高さよりもΔｚだけ高い位
置に移動する。

【００６７】かくして、鋼板Ｘは単位支持要素３が支持
する単位長さあたりの重量が変化しても、その上面が常
に一定高さで浮上する。ここで、メインコンピュータに
おいて鋼板Ｘの厚みデータを考慮した浮上ギャップ長設
定値を設定すれば、鋼板Ｘの厚み中心位置を常に一定高
さで浮上させることが可能なことは言うまでもない。こ
のように鋼板Ｘの浮上高さを一定にできるので、他の装
置との寸法的取り合いが容易になるだけでなく、鋼板Ｘ
が新たに到達する単位支持要素３での浮上制御開始時の
磁気支持ユニット１５と鋼板Ｘとの間のギャップ長初期
値が個々の単位支持要素３で同じになるため、すでに鋼
板Ｘを支持している単位支持要素３に加わる浮上制御開
始時の衝撃を同じにすることができ、この衝撃を吸収す
るための吸引力制御手段１９の制御系設計が容易になる
という利点がある。

【００６８】鋼板Ｘが単位支持要素３を通過し終える
と、ギャップセンサ３７ａ〜３７ｄの出力値が大きくな
るために、鋼板検出回路７８が鋼板の無いことを検出す
る。すると、前述の鋼板Ｘが磁気支持ユニット１５の下
方にない場合の動作により、単位支持要素３の浮上制御
が停止されるとともに鋼板Ｘが存在するときよりも高い
位置に基台３９がセットされ、次の鋼板が到達するまで
この状態を維持することになる。

【００６９】単位支持要素３で非接触支持された鋼板Ｘ
は単位推進要素５により移動し、鋼板Ｘが到達した全て
の単位支持要素３で次々に前述の浮上制御と高さ制御が
開始される。このとき、弾性により鋼板Ｘに進行方向に
沿った上下方向の撓みが生じることがある。この撓み
は、個々の単位支持要素３においては上下方向の外乱と
なり、隣り合う２つの単位支持要素３においては、これ
らで支持される鋼板部分のピッチングとなる。

【００７０】各単位支持要素３の吸引力制御手段１９で
は、上下動モード制御電圧演算回路８２、ロールモード
制御電圧演算回路８３により鋼板Ｘの重心の上下動とロ
ーリングに関して浮上制御がなされているが、取付手段
１７のコイルスプリング４７およびダンパ４９のそれぞ
れのバネ定数ならびに減衰率を適当な値に設定すると、
鋼板のピッチングの収束を早めることが可能になる。本
実施例では、鋼板のピッチングの収束を早めることで鋼
板Ｘの撓みを効果的に抑制している。つまり、取付手段
１７のコイルスプリング４７およびダンパ４９で鋼板Ｘ
のピッチ方向の浮上制御が行われている。したがって、
鋼板Ｘ全体を安定に浮上させることができる。

【００７１】なお、鋼板Ｘが、図１１にも示すように、
冷間圧延機のローラ等により、鋼板のローリングが阻害
されている場合には、図示していない適当な手段により
ロールモード制御電圧演算回路８３の出力ｅ_θはゼロに
なる。

【００７２】各単位推進要素５において、鋼板Ｘが固定
子１１４ａ，１１４ｂの下方に到達すると、フィードモ
ニタ１１８ａ，１１８ｂ，１２８ａ，１２８ｂの全てが
鋼板Ｘの有ることを検出して鋼板検出信号ＴＦを出力す
る。そして、鋼板Ｘが固定子１１４ａ，１１４ｂの下方
に到達したことは推力制御装置１２０のＡＮＤ回路１４
４を介して固定子ギャップ長設定器１６６および切換器
１６７に伝達される。各固定子１００ａ，１００ｂ，１
１４ａ，１１４ｂの高さを調節する高さ調節機構１１０
ａ，１１０ｂ，１３０ａ，１３０ｂは、同一構成の４ブ
ロックで構成される高さ制御装置１２２により制御され
るので、高さ調節機構１３０ａを例として以下にその動
作を説明する。

【００７３】固定子ギャップ長設定器１６６において、
鋼板検出信号ＴＦにより鋼板Ｘの有ることが伝達される
と、固定子１１４ａと鋼板Ｘとの間のギャップ長設定値
が選択されるとともに、切換器１６７においてはギャッ
プセンサ１２６の出力ｈが選択される。すると、ｈが設
定値と同じでない場合には、励磁電流演算回路１７０に
Δｈが導入され、Δｈがゼロに収束するようにｉ_dtが演
算され、電流ドライバ１６５によりアクチュエータ５
１，１０６のモータが駆動される。これにより、固定子
１１４ａと鋼板Ｘとの間のギャップ長は常に設定値に保
たれる。

【００７４】以上の動作は高さ調節機構１１０ａ，１１
０ｂ，１３０ｂにおいても同様であり、各固定子１００
ａ，１００ｂ，１１４ａ，１１４ｂと鋼板Ｘとの間のギ
ャップ長は互いに独立に常に設定値に保たれる。さら
に、単位案内要素７において、鋼板Ｘが固定子１７８
ａ，１７８ｂの下方に到達すると、フィードモータ１１
８が鋼板Ｘの有ることを検出して鋼板検出信号ＴＦを出
力する。この鋼板検出信号ＴＦは、高さ制御装置１２２
の固定子ギャップ長設定器１６６および切換器１６７に
伝達される。

【００７５】各固定子１７２ａ，１７２ｂ，１７８ａ，
１７８ｂの高さを調節する高さ調節機構１１０ａ，１１
０ｂ，１８２ａ，１８２ｂは同一構成の４ブロックで構
成される高さ制御装置１２２により制御されるので、単
位推進要素５の場合と同様に各固定子１７２ａ，１７２
ｂ，１７８ａ，１７８ｂと鋼板Ｘとの間のギャップ長は
互いに独立に常に設定値に保たれる。

【００７６】このように、単位推進要素５もしくは単位
案内要素７において、各固定子が鋼板Ｘに対して常に一
定のギャップ長を維持すると、鋼板Ｘにねじれや歪みな
どの変形がある場合でも、各固定子が鋼板Ｘに接触する
ことがないばかりか、鋼板Ｘに付与する推進力や案内力
を各固定子の励磁周波数のみに依存させることができ、
推進力制御や案内力制御がより簡単なものとなる。

【００７７】一方、単位推進要素５において、鋼板の有
ることがＡＮＤ回路１４４を介して励磁周波数座標逆変
換回路１６０に伝達されると、鋼板Ｘの移動速度を所定
値に保つとともに、鋼板Ｘのヨーイングを減衰させるた
めの推力制御が開始される。推力制御においては、フィ
ードモニタ１２８ａ，１２８ｂの出力値ｘ_a ，ｘ_bが微
分器１３８により微分され、鋼板速度座標変換回路１４
０において微分結果の平均値を演算することで鋼板Ｘの
単位推進要素５に重なる部分の重心の移動速度ｖ_x が出
力される。減算器１５０は移動速度ｖ_x から鋼板速度設
定器１４６の出力、つまりメインコンピュータにより設
定された速度設定値を減算して、速度偏差Δｖ_x を出力
する。

【００７８】速度偏差Δｖ_x は速度モード励磁周波数演
算回路１５４に導入され、鋼板Ｘの単位推進要素５に重
なる部分の重心移動速度に係わるインバータ１３６ａ，
１３６ｂの励磁周波数ω_z が出力される。また、フィー
ドモニタ１１８ａ，１１８ｂの出力値ｙ_a ，ｙ_b がヨー
方向座標変換回路１４２に導入されて鋼板Ｘの単位推進
要素５に重なる部分の重心回りのヨー角ψが演算され
る。

【００７９】ヨー方向座標変換回路１４２の出力ψは減
算器１５２によりヨー角設定器１４８のゼロ出力と比較
され、ヨー角偏差Δψが減算器１５２より出力される。
ヨー角偏差Δψはヨーモード励磁周波数演算回路１５６
に導入されて鋼板Ｘの単位推進要素５に重なる部分の重
心回りのヨーイングに係わるインバータ１３６ａ，１３
６ｂの励磁周波数ω_θが出力される。励磁周波数演算回
路１５８の出力ω_z ，ω_θは励磁周波数座標逆変換回路
１６０に導入され、固定子１００ａと固定子１１４ａを
励磁するインバータ１３６ａの励磁周波数ω_a をω_a ＝
ω_z ＋ω_θ／２に基づいて演算するとともに同場合に固
定子１００ｂと固定子１１４ｂを励磁するインバータ１
３６ｂの励磁周波数ω_b をω_b ＝ω_z −ω_θ／２に基づ
いて演算する。

【００８０】このため、鋼板Ｘの移動速度が設定値より
小さければ４つの固定子１００ａ，１００ｂ，１１４
ａ，１１４ｂは鋼板Ｘを加速するように励磁され、ヨー
角が生じれば固定子１００ａ，１１４ａが減速方向、固
定子１００ｂ，１１４ｂが加速方向に励磁される。かく
して、鋼板Ｘは設定速度を維持しながらヨー角を生じる
ことなく移動する。

【００８１】さらに、単位案内要素７において、鋼板Ｘ
の有ることがフィードモニタ１１８より個別励磁周波数
演算回路１９６に伝達されると、鋼板Ｘの案内制御が開
始される。

【００８２】案内制御においては、減算器１９２が、フ
ィードモニタ１１８の出力値ｙから鋼板中心偏差設定器
１９０の出力、つまりメインコンピュータにより設定さ
れたゼロ設定値を減算して、鋼板Ｘの単位案内要素７に
重なる部分の左右方向の位置偏差Δｙを出力する。位置
偏差Δｙは案内モード励磁周波数演算回路１９４に導入
され、鋼板Ｘの単位案内要素７に重なる部分の案内に係
わるインバータ１８８ａの励磁周波数ω_gaおよび同イン
バータ１８８ｂの励磁周波数ω_gbの増減分励磁周波数Δ
ωが演算される。

【００８３】個別励磁周波数演算回路１９６では、予め
メインコンピュータにより設定された固定周波数ω_goを
もとに鋼板Ｘの単位案内要素７に重なる部分の案内に係
わるインバータ１８８ａの励磁周波数ω_gaおよび同イン
バータ１８８ｂの励磁周波数ω_gbがω_ga＝ω_go−Δω／
２およびω_gb＝−ω_go−Δω／２に基づいて演算され
る。ここで、ω_ga，ω_gbのそれぞれの値が正ならば図１
のｙ方向、負ならば正とは反対の方向に鋼板Ｘが案内力
を受けるように固定子１７２ａ，１７２ｂ，１７８ａ，
１７８ｂが励磁される。

【００８４】鋼板Ｘが左右方向にずれていなければΔｙ
がゼロとなり、Δωもゼロとなるので固定子１７２ａ，
１７８ａはω_goで励磁され、固定子１７２ｂ，１７８ｂ
は−ω_goで励磁される。この場合、鋼板Ｘに作用する案
内力が打ち消され、鋼板Ｘは左右にずれることはない。
外力により鋼板Ｘのｙ方向にΔｙだけずれると、固定子
１７２ａ，１７８ａのｙ方向の励磁が弱まるとともに固
定子１７２ｂ，１７８ｂの−ｙ方向の励磁が強まること
になる。このため、鋼板Ｘには全体としてｙ方向とは逆
向きに案内力が作用する。すると、Δｙは減少し、鋼板
Ｘの案内が達成される。かくして、鋼板Ｘは、単位支持
要素３、単位推進要素５および単位案内要素７で構成さ
れる軌道から外れることなく非接触で浮上しながら目的
地まで移動する。

【００８５】なお、上述した実施例では、取付手段１７
がコイルスプリング、ダンパー、リニアガイド等を備え
たガイド機構と、アクチュエータ、リニアガイド等を備
えた高さ調節機構とで構成されているが、これは取付手
段の構成をなんら限定するものでなく、磁気支持ユニッ
トが上下に可動な構成であれば種々変更が可能である。

【００８６】たとえば、図１２に示すように、支柱１９
８で軌道枠１３に対して台板３５を固定するとともに、
アクチュエータ５１と基台３９との間にロードセル２０
０を介在させて取付手段１７′を構成しても何ら差し支
えない。この場合、ロードセル２００によって取付手段
１７′に加わる上下方向の力が測定されるので、ロード
セル２００の出力を用いた高さ制御を行うことでコイル
スプリングとダンパーを用いた場合と同様の機能が実現
できることは言うまでもない。

【００８７】また、上述の実施例では基台３９に２つの
磁気支持ユニット１５が備えられているが、これは単位
支持要素３に用いられる磁気支持ユニットの個数をなん
ら限定するものではない。たとえば、図１３に示すよう
な構成であって何等差し支えない。

【００８８】この単位支持要素３ａは、図２に示す実施
例に係わる単位支持要素３において、基台３９に代えて
両側にギャップセンサ３７を配置した６組の磁気支持ユ
ニット１５を備えた平板状の基台２０２を有している。
この両側のギャップセンサ３７により、鋼板Ｘが湾曲し
ている場合でも、個々の磁気支持ユニット１５において
鋼板Ｘとの間の平均の浮上ギャップ長を得ることができ
る。

【００８９】基台２０２は棒材４５の下端においてはユ
ニバーサルジョイント２０４、アクチュエータ５１の下
端においては鋼板Ｘの進行方向に平行な平面内で回転可
能なリンク２０６を介して棒材４５およびアクチュエー
タ５１に接続されている。また、台板３５に代えて、両
端と中央部に張り出し部を持つ台板２０８が備えられて
いる。台板２０８の中央張り出し部の両端には、台板２
０８を貫いて固定されるリニアガイド４３ｂ、下端にユ
ニバーサルジョイント２０４を備えた棒材４５および上
端を台板２０８、下端を基台２０２に固定されたコイル
スプリング４７が設けられている。

【００９０】この構成により、基台２０２はピッチ方向
に回転可能となるとともに２つのリニアガイド４３(b)
により、ピッチ角と上下方向移動量の検出が可能とな
る。リンク２０６の作用により、基台２０２は上下方向
とロール方向に自由度を持たないため、たとえば特願平
４−３５１１６７号にも示されているようなゼロパワー
制御の適用により、複数の単位支持要素３ａを用いるこ
とで鋼板Ｘが非接触支持されるとともに、鋼板Ｘの湾曲
に対して基台２０２を追従させることが可能となる。こ
の場合、定常浮上状態において、磁気支持ユニット１５
の全てのコイル電流がゼロに収束することは言うまでも
ない。

【００９１】このように単位支持要素に多数の磁石を設
けると、各磁気支持ユニットにかかる負荷重量が小さく
なるため、磁気支持ユニットと鋼板Ｘとの間の浮上ギャ
ップ長を大きくすることができる。また、基台２０２を
鋼板Ｘの湾曲に追従させると、鋼板Ｘに作用するピッチ
方向の支持トルクが小さくなり、浮上搬送時の鋼板Ｘの
変形を抑制する事ができる。

【００９２】単位支持要素３ａにおいて、ユニバーサル
ジョイント２０４、リンク２０６の代わりに棒材４５、
アクチュエータ５１を基台２０２に固定した場合には、
基台２０２を鋼板の湾曲に追従させることはできない
が、基台２０２のピッチングに係わる浮上制御が不要と
なり、装置構成が簡単になることは言うまでもない。

【００９３】さらに、上述の実施例では、逆Ｕ字形状の
軌道枠１３に磁気支持ユニットが取り付けられて単位支
持要素を構成し、鋼板Ｘを被搬送体として鋼板重心の上
下動およびローリングのみを制御しているが、これは、
軌道枠の形状や、磁気支持ユニットの取付け、被搬送体
および被搬送体の重心の上下動およびローリング制御に
組み合わされる浮上制御方式をなんら限定するものでな
く種々変形が可能である。

【００９４】たとえば、図１４に示すように、推進手段
を備えた単位支持要素を搬送経路に沿って複数配置し、
左右両側に磁気支持ユニットに吸引される強磁性体を備
えた浮上体を浮上走行させるものであっても何等差し支
えない。

【００９５】図１４の磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置
１ｂでは、単位支持要素３ｂのＵ字状軌道枠１３ｂを搬
送経路に沿って複数個配置することで軌道が形成されて
いる。軌道枠１３ｂ上部の左右張り出し部の内側側面に
は、台座３１を固着することにより取付手段１７ａ，１
７ｂ，１１２ａ，１１２ｂを介して磁気支持ユニット１
５および固定子１１４ａ，１１４ｂが取り付けられてい
る。

【００９６】取付手段１７ａ，１７ｂ，１１２ａ，１１
２ｂは、取付手段１７，１１２の台板３５を中央で２分
割した形状の台板３５ａ，３５ｂを備えて構成されてい
る。さらに、取付手段１７ａ，１７ｂにおいては基台３
９を中央で２分割した形状の基台３９ａ，３９ｂが備え
られている。軌道枠１３ｂの底部上面には、高さ調節機
構１１０ａ，１１０ｂを介して固定子１００ａ，１００
ｂが配置されている。取付手段１１２ａ，１１２ｂと高
さ調節機構１１０ａ，１１０ｂとは単位推進要素５と同
様の位置関係にあり、各固定子について同様の高さ制御
が行われている。さらに、軌道枠１３ｂの底部上面に設
けられた固定子１００ａ，１００ｂの前後端位置には、
フィードモニタ１１８ａ，１１８ｂが配置されている。

【００９７】リニアガイド４３ａ，４３ｂについては、
取付手段１７ａ，１７ｂおよび取付手段１１２ａ，１１
２ｂの台座３１および台板３５ａ，３５ｂに各２つづつ
取り付けられている。その他、ギャップセンサ３７、リ
ニアガイド１０４ａ、ギャップセンサ１０８、ギャップ
センサ１２６およびフィードモニタ１２８ａ，１２８ｂ
の各センサは、単位支持要素３、単位推進要素５の場合
と同様に配置されている。

【００９８】一方、被搬送体として、平板状荷台２１０
と底板２１２を支持板２１４を介して固定することによ
り、浮上体２１６が構成されている。底板２１２は導電
性非磁性体であるアルミ製平板２１８の左右に強磁性
体、たとえば、鉄製帯状平板２２０を埋め込んで構成さ
れている。左右の帯状平板２２０は、浮上力および案内
力を発生するように磁気支持ユニット１５に対して対向
配置されている。

【００９９】この実施例では、推進力制御は単位推進要
素５と同様であるが、浮上制御においては、いわゆる浮
上案内兼用制御が行われており、浮上体２１６の重心の
左右動に対して同ロール方向の浮上制御により、ローリ
ングと左右動が安定化されている。重心の上下動につい
ては、単位支持要素３と同様に安定化されている。さら
に、浮上体２１６のヨーイングについては、単位推進要
素５と同様に固定子１００ａ，１００ｂ，１１４ａ，１
１４ｂにより、浮上体２１６の左右に異なる推進力を付
与することで安定化が図られている。浮上体のピッチン
グについては、底板２１２の前後長を、少なくとも３対
の磁気支持ユニット１５にまたがるように決定すれば、
最低でも四点支持が確保され、取付手段１７ａ，１７ｂ
のコイルスプリング４７およびダンパ４９のバネ定数な
らびに減衰率を適当な値に決定して安定化が図られてい
る。

【０１００】また、左右の磁気支持ユニット１５につい
ても、単位支持要素３と同様の高さ制御が行われてい
る。図１５に本実施例に係わる吸引力制御手段１９ｂの
制御ブロック図を、図１６に本実施例に係わる高さ制御
装置１２２ｂの制御ブロック図を示す。

【０１０１】図１５の吸引力制御手段１９ｂでは、図５
のロールモード制御電圧演算回路８３に代えて浮上案内
兼用制御のためのロール・左右動モード制御電圧演算回
路２２２が備えられている。浮上案内兼用制御のための
ロール・左右動モード制御電圧演算回路２２２では、高
さ制御装置１２２ｂより取付手段１７ａ，１７ｂの基台
３９ａ，３９ｂの傾き角Δθ_bsが導入されており、浮上
体２１６のロール制御に使用されている。

【０１０２】図１６の高さ制御装置１２２ｂにおいて
は、高さ調節用センサ部６３ｂが取付手段１７ａのリニ
アガイド４３ａ，４３ｂ、取付手段１７ｂのリニアガイ
ド４３ａ，４３ｂから構成されており、これらの出力が
高さ調節用演算部６５ｂに導入されて取付手段１７ａ，
１７ｂの基台高さ設定値からの基台３９ａ，３９ｂのそ
れぞれにおける高さ偏差Δｚ_bsa ，Δｚ_bsb が計算され
る。偏差Δｚ_bsa ，Δｚ_bsb は基台高さ座標変換回路２
２４に導入され、基台高さ座標変換回路２２４から平均
偏差Δｚ_bsおよび傾き角Δθ_bsが出力される。

【０１０３】一方、高さ調節用演算部６５ｂには高さ制
御装置１２２ｂから浮上体２１６の磁気支持ユニット１
５に関する浮上高さ偏差Δｚおよび浮上ロール角Δθが
導入されており、切換器９２を介して２つの加算器９４
により平均偏差Δｚ_bsおよび傾き角Δθ_bsに加算されて
いる。２つの加算器９４のそれぞれの出力は平均高さモ
ード励磁電流演算回路２２６、傾きモード励磁電流演算
回路２２８に導入され、それぞれのモードにおけるアク
チュエータ５１のモータ励磁電流ｉ_zbs ，ｉ_{θ bs}を演算
する。平均高さモード励磁電流演算回路２２６および傾
きモード励磁電流演算回路２２８の出力ｉ_zbs ，ｉ_θbs
は基台高さ制御電流座標逆変換回路２３０に導入され、
取付手段１７ａ，１７ｂのそれぞれのアクチュエータ５
１のモータ励磁電流ｉ_daを演算する。これにより、磁石
軌道配置式磁気浮上搬送装置１ｂにおいても磁石軌道配
置式磁気浮上搬送装置１の如く浮上体２１６の底板２１
２の高さを一定に保つことが可能になる。

【０１０４】このような搬送装置では、浮上体の構成が
著しく簡単になるという利点がある。また、浮上案内兼
用制御により、浮上体のロール方向の浮上制御と案内制
御を兼用しているので、別途案内手段を設ける必要がな
く、軌道の構成が簡単になるという利点もある。

【０１０５】さらに、上述した各実施例では、制御装置
およびその動作をアナログ的に表現してあるが、このよ
うな制御方式に限定されるものではなく、テジタル方式
を採用してもよい。また、幾つかの単位支持要素と単位
案内要素または単位推進要素とを一体化した単位要素構
成としてもよい。また、本発明装置は、最終の乾燥工程
をも含めた塗装の全工程ラインにおいても使用できる。
このように本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変
更して実施することができる。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁石軌道
配置式磁気浮上搬送装置によれば、単位支持要素毎に被
搬送体の鉛直運動についての浮上制御とローリングにつ
いての浮上制御がなされ、また取付手段により磁気支持
ユニットが上下に可動であることにより単位支持要素間
の被搬送体のピッチングを抑制することが可能となる。
このため、被搬送体の全長のみならず被搬送体の全幅が
多種多様であっても被搬送体の上下動およびローリング
を単位支持要素毎に抑制して安定に浮上させることがで
き、かつ取付手段により被搬送体のピッチングを抑制し
て安定化させることができ、もって被搬送体全体を非接
触支持することが可能となる。

【０１０７】さらに、被搬送体の重量や慣性モーメント
が異なる場合でも、そうした差異が各単位支持要素に分
配されるので個々の単位支持要素の集合として形成され
る磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置全体としてより広範
囲の重量および慣性モーメントを持つ被搬送体を非接触
支持することが可能となる。また、一本の軌道で複数の
被搬送体の非接触搬送が可能となり、さらに被搬送体の
形状にも柔軟に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る磁石軌道配置式磁気浮
上搬送装置における要部の斜視図

【図２】同装置における単位支持要素の要部斜視図

【図３】同装置における単位推進要素の要部斜視図

【図４】同装置における単位案内要素の要部斜視図

【図５】同装置における吸引力制御装置のブロック構成
図

【図６】同装置における高さ制御装置のブロック構成図

【図７】同装置における推力制御装置のブロック構成図

【図８】同装置における固定子移動磁界を説明すための
図

【図９】同装置における推進用高さ制御装置のブロック
構成図

【図１０】同装置における案内力制御装置のブロック構
成図

【図１１】同装置における動作を説明するための軌道中
央長手方向に沿った断面図

【図１２】本発明の別の実施例に係る磁石軌道配置式磁
気浮上搬送装置における要部の斜視図

【図１３】本発明のさらに別の実施例に係る磁石軌道配
置式磁気浮上搬送装置における要部斜視図

【図１４】本発明のさらに異なる実施例に係る磁石軌道
配置式磁気浮上搬送装置における要部の斜視図

【図１５】同装置における制御装置のブロック構成図

【図１６】同装置における他の制御装置のブロック構成
図

【符号の説明】

１，１ｂ…磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置 ３，３ａ，３ｂ…単位支持要素 ５…単位推進
要素 ７…単位案内要素 １３…軌道枠 １５…磁気支持ユニット １９…吸引力
制御手段 １７，１７′，１７ａ，１７ｂ，１１２，１７６…取付
手段 ３７，１０８，１２６…ギャップセンサ ４１，１１０ａ，１１０ｂ，１３０ａ，１３０ｂ，１８
２ａ，１８２ｂ…高さ調節機構 ４３，４３ａ，４３ｂ，１０４，１０４ａ…リニアガイ
ド ４７…コイルスプリング ４９…ダンパ ５１…アクチュエータ ５３，１２２
…高さ制御装置 ５７…浮上用センサ部 ５９…浮上用
演算部 ６１ａ，６１ｂ…パワ−アンプ ６３，１６２
…高さ調節用センサ部６ ５，１６４…高さ調節用演算部 ６７…電流ド
ライバ １００ａ，１００ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１７２ａ，
１７２ｂ，１７８ａ，１７８ｂ…固定子 １１８ａ，１１８ｂ，１２８ａ，１２８ｂ…フィードモ
ニタ １２０…推力制御装置 １３２…推進
用センサ部 １３４…推進力演算手段 １３６ａ，１３６ｂ，１８８ａ，１８８ｂ…インバータ １８０…案内制御装置 １８４…案内
用検出手段 １８６…案内力演算手段 Ｘ…被搬送体
としての鋼板

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被搬送体の搬送経路に沿って磁気力支持系
   を備えた軌道を配置し、上記磁気力支持系の磁気吸引力
   を制御して前記被搬送体を非接触支持するようにした磁
   石軌道配置式磁気浮上搬送装置において、前記軌道は前
   記搬送方向に複数個配置された単位支持要素を含んで構
   成されており、前記各単位支持要素は、軌道枠と、電磁
   石を含み前記軌道枠に上下方向の移動を許容する取付手
   段を介して前記被搬送体の搬送方向とほぼ直交する方向
   に複数配置された磁気支持ユニットと、前記被搬送体が
   前記各磁気支持ユニットの下方にあるときのみ前記各磁
   気支持ユニットの前記電磁石を制御して前記被搬送体の
   鉛直運動についての浮上制御と前記被搬送体のローリン
   グについての浮上制御とを行う吸引力制御手段とを具備
   してなることを特徴とする磁石軌道配置式磁気浮上搬送
   装置。
2. 【請求項２】前記各磁気支持ユニットは永久磁石を有
   し、前記電磁石と前記被搬送体との間のエアギャップ中
   で前記電磁石の作る磁路と前記永久磁石の作る磁路とが
   共有されており、前記吸引力制御手段は前記被搬送体の
   重量に拘らず、前記被搬送体が安定に浮上しているとき
   は前記電磁石の励磁電流を零に収束させるゼロパワー制
   御機能を有していることを特徴とする請求項１に記載の
   磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置。
3. 【請求項３】前記取付手段は、前記軌道枠と前記磁気支
   持ユニットとの間に設けられた弾性要素と非弾性要素と
   を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁石軌
   道配置式磁気浮上搬送装置。
4. 【請求項４】前記取付手段は、前記磁気支持ユニットの
   取り付け高さを可変可能な高さ調節手段を備えているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の磁石軌道配置式磁気浮
   上搬送装置。
5. 【請求項５】前記高さ調節手段は、浮上している前記被
   搬送体の高さを一定に制御する高さ制御手段を備えてい
   ることを特徴とする請求項４に記載の磁石軌道配置式磁
   気浮上搬送装置。
6. 【請求項６】前記軌道枠には、前記被搬送体に搬送方向
   の推力を与える推進手段が設けられていることを特徴と
   する請求項１に記載の磁石軌道配置式磁気浮上搬送装
   置。
7. 【請求項７】前記推進手段は、前記被搬送体を二次導体
   として前記軌道に沿った方向に推力を付与するように複
   数個配置されたリニア誘導モータ固定子と、前記被搬送
   体のヨーイングを検出するヨーイング検出手段と、この
   ヨーイング検出手段の出力に基づいて前記被搬送体の左
   右に付与する推力を個別に演算する推進力演算手段と、
   この推進力演算手段の演算結果に基づいて個々のリニア
   誘導モータ固定子に移動磁界を発生させるための励磁手
   段とを備えていることを特徴とする請求項６に記載の磁
   石軌道配置式磁気浮上搬送装置。
8. 【請求項８】前記軌道枠には、前記被搬送体を前記軌道
   に沿って非接触で案内する案内手段が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の磁石軌道配置式磁気浮
   上搬送装置。
9. 【請求項９】前記案内手段は、前記被搬送体を二次導体
   として案内方向に推力を付与するように配置されたリニ
   ア誘導モータ固定子と、前記被搬送体の前記軌道からの
   ずれを検出する案内用検出手段と、この案内用検出手段
   の出力に基づいて前記被搬送体に付与する推力を演算す
   る案内力演算手段と、この案内力演算手段の演算結果に
   基づいて前記リニア誘導モータ固定子に移動磁界を発生
   させるための励磁手段とを備えていることを特徴とする
   請求項８に記載の磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置。
10. 【請求項１０】前記案内手段は、前記搬送方向とほぼ直
    交する方向に互いに逆向きに推力を発生する少なくとも
    一対のリニア誘導モータを備えていることを特徴とする
    請求項９に記載の磁石軌道配置式磁気浮上搬送装置。
11. 【請求項１１】前記案内手段は、前記被搬送体の重心が
    前記軌道の中心線から外れた際に吸引力変動により前記
    被搬送体にローリングが生じるように電磁石を配置し、
    前記被搬送体のローリングについての浮上制御を行うこ
    とで案内制御も行う制御手段を備えていることを特徴と
    する請求項８に記載の磁石軌道配置式磁気浮上搬送装
    置。