JPH088727B2 - 磁気浮上式直線スライダ - Google Patents

磁気浮上式直線スライダ

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JPH088727B2
JPH088727B2 JP59262476A JP26247684A JPH088727B2 JP H088727 B2 JPH088727 B2 JP H088727B2 JP 59262476 A JP59262476 A JP 59262476A JP 26247684 A JP26247684 A JP 26247684A JP H088727 B2 JPH088727 B2 JP H088727B2
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嗣人 中関
三郎 大嶋
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エヌティエヌ株式会社
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  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、磁気軸受とリニアモータの組合せからな
る磁気浮上式直線スライダに関し、主として搬送装置に
使用される直線スライダの制御装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来、搬送装置に使用されている直線スライダは、第
7図に示すように、案内レール1上にフリーローラ2,
2′を設け、そのフリーローラ2,2′によつてパレツト3
を支持するとともにそのパレツト3の下面にリニアモー
タの2次導体4を組付け、レール1の上面にリニアモー
タのステータ5を設けた構造からなるものである。
なお、2次導体4はアルミ板6と鉄板7の積層複合体
からなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のごとき直線スライダの一用途として、これを高
度の清浄度を要求される室内で搬送装置として使用する
要求がある。
しかしながら、従来の直線スライダは、案内部におけ
る振動や機械的接触等によつて摩耗粉が発生したり、ロ
ーラ部に使用するグリースが飛散するなどして雰囲気を
汚染する問題がある。
そのため、フリーローラに替えて磁気軸受を使用し、
磁気浮上式とすることが効果的であるが、磁気軸受を使
用する場合は、可動部を構成するパレツトを浮上させた
状態で水平状態に保持する必要があり、この点は前記の
ごとき従来例には存在しない新たな技術的課題となる。
そこで、この発明は上記の課題を解決した磁気浮上式
直線スライダを提供することを目的とする。
〔技術的課題の解決手段の1〕 技術的課題の解決手段の1は次のとおりである。
すなわち、四角形平面を含む可動部材18下面にリニア
モータの2次導体22を、ステータ13、14との対向面が垂
直となるように取付け、案内レール11上面にレール長さ
方向の案内溝12を設け、該案内溝12の対向内側面にリニ
アモータのステータ13、14をそれぞれ上記2次導体22と
の対向面が垂直となるように取付け、上記2次導体22と
各ステータ13、14とのギャップを所要の大きさに設定
し、上記可動部材18の各コーナ部に案内レール11と対向
した水平面制御用の磁気軸受23A,23B,23C,23Dを設け、
その一側辺に沿つて設けた第1および第2磁気軸受23A,
23Bに案内レール11とのギヤツプを検出する第1および
第2センサ24a,24bを付設する。また、他側辺に沿つて
設けた第3および第4磁気軸受23C,23Dの中間に同様の
第3センサ24cを設ける。
第1磁気軸受23Aを第1,第2センサ24a,24bの検出値a,
bの平均値と、第1センサ24aの検出値aの和により制御
する。
第2磁気軸受23Bを第1,第2センサ24a,24bの検出値a,
bの平均値と、第2センサ24bの検出値bの和により制御
する。
第3磁気軸受23Cを第3センサ24cと第1センサ24aの
各の検出値c,aの和により制御する。
第4磁気軸受23Dを第3センサ24cと第2センサ24bの
各の検出値c,bの和により制御する。
〔作用〕
上記の手段によると、第1〜第3センサ24a〜24cが一
つの平面内に含まれるので、それぞれの検出値a〜cを
上記のように組合せて各磁気軸受23A〜23Dを制御するこ
とにより、可動部材18を水平状態に維持する。
〔技術的課題の解決手段の2〕 技術的課題の解決手段の2は次のとおりである。
すなわち、四角形平面を含む可動部材18に設けられる
2次導体22及び案内レール11に設けられるステータ13、
14の関係は前述の場合と同様である。上記可動部材18の
各コーナー部に案内レール11と対向した水平面制御用の
磁気軸受23A〜23Dを設け、その一側辺に沿つて設けた第
1および第2磁気軸受23A,23Bに案内レール11とのギヤ
ツプを検出する第1および第2センサ24a′,24b′を付
設する。また、他側辺に沿つて設けた第3および第4磁
気軸受23C,23Dに同様の第3および第4センサ24c′,24
d′を付設する。
第1磁気軸受23Aを第1,第2センサ24a′,24b′の検出
値a′,b′の平均値と、第1,第3センサ24a′,24c′の
検出値a′,c′の平均値の和により制御する。
第2磁気軸受23Bを、第1,第2センサ24a′,24b′の検
出値a′,b′の平均値と、第2,第4センサ24b′,24d′
の検出値b′,d′の平均値の和により制御する。
第3磁気軸受23Cを、第3,第4センサ24c′,24d′の検
出値c′,d′の平均値と、第1,第3センサ24a′,23c′
の平均値a′,c′の和により制御する。
第4磁気軸受23Dを、第3,第4センサ24c′,24d′の検
出値c′,d′の平均値と、第2,第4センサ24b′,24d′
の検出値b′,d′の平均値の和により制御する。
〔作用〕
上記の手段によると、第1〜第4センサ24a′〜24d′
が一つの平面内に含まれるので、それぞれの検出値a′
〜d′を上記のように組合せて各磁気軸受23A〜23Dを制
御することにより、可動部材18を水平状態に維持する。
〔実施例〕
この発明の実施例にかかる磁気浮上式直線スライダ
は、第1図に示すように、案内レール11の上面に長さ方
向に一定幅の案内溝12が設けられている。この案内溝12
の対向内側面には、それぞれ誘導型リニアモータのステ
ータ13,14が設けられ、これらのステータ13,14は一定の
間隔をおいて対向している。
上記の案内レール11は、両側にガイド面15を形成する
とともに、そのガイド面15の下方の部分に凹所16を設
け、その凹所16の上部凹入面にもガイド面17を形成して
いる。
可動部としてのパレツト18は、案内レール11の上面に
沿う載せ板19とその両側に下向きに屈曲形成された側板
20、および側板20の下端から、上記凹所16に臨むよう内
向きに屈曲された屈曲板21からなる。上記の載せ板19の
下面にはアルミ板でなる2次導体22が下方に突出するよ
うに取付けられ、前記の両ステータ13,14と所要のギヤ
ツプをもつて対向させている。これによつて、2次導体
22の両側にステータ13,14を配置し、かつこれらの対向
面が垂直である両側式リニアモータを構成している。
また、パレツト18の屈曲板21の上面には上下方向案内
用磁気軸受23A,23B,23C,23Dが設けられ(第2図参照)
の案内レール11の凹入ガイド面17と所要のギヤツプをお
いて対向している。また、両側板20の内面には、左右方
向案内用磁気軸受23E,23F,23G,23Hが設けられ、案内レ
ール11の両側ガイド面15と所要のギヤツプをおいて対向
している。これらの各磁気軸受23A〜23Hは電磁石により
構成され、次の方法により制御される。
すなわち、磁気軸受23A〜24Dのガイド面17との間のギ
ヤツプを検出し、パレツト18の上下方向の姿勢を制御す
るために、磁気軸受23Aと23Bの近くに第1および第2ギ
ヤツプセンサ24a,24bを設け、更に同23Cと23Dの中間に
第3ギヤツプセンサ24cを設けている。
また、磁気軸受23E〜23Hとガイド面15との間のギヤツ
プを検出し、パレツト18の左右方向の姿勢を制御するた
めに、片側の磁気軸受23E,24Fの近くにギヤツプセンサ2
4d,24cを設けている。ギヤツプセンサ24dは、左右の磁
気軸受23E,23Gを制御し、同24eも左右の磁気軸受23F,23
Hを制御するものであつて、前後の軸受にわたつて制御
することがないので、特に問題とする点はなく、従来公
知の手段によることができる。
しかし、ギヤツプセンサ24a〜24cは、左右方向の傾き
と、前後方向の傾きを検出して4個の磁気軸受23A〜23D
を制御することになるので、3個所の変位を各磁気軸受
23A〜23Dに適当に配分する必要がある。
いま、ギヤツプセンサ24a〜24cの検出値をそれぞれa
〜cとすると、左右の傾きについては、センサ24a,24b
の検出値a,bの算術平均値 によつて磁気軸受23A,23Bを制御するとともに、センサ2
4cの検出値cによつて同23C,23Dを制御する。
また、前後の傾きについては、センサ24aの検出値a
により磁気軸受23A,23Cを制御するとともに、センサ24b
の検出値bにより磁気軸受23B,23Dを制御する。
したがつて、パレツト18の上下面全体としての姿勢制
御は、各センサ24a〜24cの検出値a〜cを第3図のよう
に演算回路25において加算し、その加算出力を、制御回
路26の位相補償回路27および電力増幅回路28を通して各
磁気軸受23A〜23Dに入力することにより行なう。
第3図の演算回路25に示す各式は、次のようにして導
き出される。いま、第8図に、可動部材18が前後方向及
び左右方向に傾いた状態を示している。磁気軸受23A〜2
3Dは同一平面上にあるため、23Aと23Bの傾きと、23Cと2
3Dの傾きは一定であり、かつ図中のδは一定である。各
磁気軸受23A〜23dは、それぞれ、センサー24a〜24cの検
出値a〜cに応じて制御される。
即ち 演算回路を簡単にするため、上記(1)式の右辺に一定
を加えると となる。
なお、右辺に加えた一定値 の分は、回路をシフトすることにより、浮上量への影響
を無くすることができる。
なお、ギヤツプセンサの設置スペース等の関係で、第
4図に示すように各磁気軸受23A〜23Dのそれぞれに第1
〜第4ギヤツプ24a′〜24d′を設ける場合は、これらの
検出値a′〜d′を、第5図に示すように加算演算を行
なつて各磁気軸受23A〜23Dを制御する。
第5図の演算回路25に示す各式は、次のようにして導
き出される。第9図において、可動部材18の中心位置を
kとすると、 kを基準として各磁気軸受23A〜23Dと検出値a′〜
d′との位置関係は、次のように表わされる。
(3) 式の右辺に2kを加えると、 となる。右辺に2kを加えた理由は前述の場合と同様であ
る。
また、上記の磁気軸受23A〜23Dの制御において制御信
号の周波数がパレツト18の固有振数と一致し、共振現象
を生じることを防止するために、このような周波数の信
号を除くバンドエリミネートフイルター29を制御回路26
に入れることが望ましい(第6図参照)。なお、パレツ
ト18に物品が搭載されていても、パレツト18と物品間の
摩擦力によりパレツト18からその物品に伝達される振動
は減衰されるので、フイルター29によつて除外する信号
の周波数は無負荷時の固有振動数に相当するものでよ
い。
〔効果〕
以上述べたように、この発明は同一平面内にある少な
くとも3個のギヤツプセンサを用い、それぞれの検出値
によつて4コーナ部の磁気軸受を制御するようにしたか
ら、可動部材を浮上状態で水平に保持することができ
る。
また、実施例に示したように、制御回路にバンドエリ
ミネートフイルタを介在すると、可動部材の共振現象に
よる振動を防止することができる。
また、ステータと2次導体の対向面を垂直に構成する
と、ステータとその両側の2次導体間に作用する電磁垂
直力は、方向が反対であるため打消しあつて零になる。
そのため変動荷重が磁気軸受に作用しないので、磁気軸
受の設計が容易になる。また、電磁垂直力が作用しない
ので、2次導体をアルミ板だけで構成でき、軽量化を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の断面図、第2図はその平面図、第3図
は制御方法を示すブロツク図、第4図は他の実施例の平
面図、第5図は第4図の場合の制御方法を示すブロツク
図、第6図は制御回路の変形例を示すブロツク図、第7
図は従来例の断面図、第8図及び第9図は演算式のため
の説明図である。 11……案内レール、12……案内溝、13,14……ステー
タ、15……ガイド面、17……ガイド面、18……パレツ
ト、22……2次導体、23A〜23D……磁気軸受、24a〜24c
……第1〜第3ギヤツプセンサ、24a′〜24d′……第1
〜第4ギヤツプセンサ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】四角形平面を含む可動部材の下面にリニア
    モータの2次導体を、ステータとの対向面が垂直となる
    ように取付け、案内レール上面にレール長さ方向の案内
    溝を設け、該案内溝の対向内側面にリニアモータのステ
    ータをそれぞれ上記2次導体との対向面が垂直となるよ
    うに取付け、上記2次導体と各ステータとのギャップを
    所要の大きさに設定し、上記可動部材の各コーナ部に案
    内レールと対向した水平面制御用の磁気軸受を設け、そ
    の一側辺に沿って設けた第1および第2磁気軸受に上記
    案内レールとのギャップを検出する第1および第2セン
    サを付設し、他側辺に沿って設けた第3および第4磁気
    軸受の中間に同様の第3センサを設け、 第1磁気軸受を第1、第2センサの検出値の平均値と、
    第1センサの検出値の和により、 第2磁気軸受を第1、第2センサの検出値の平均値と、
    第2センサの検出値の和により、 第3磁気軸受を第3センサと第1センサの各検出値の和
    により、 第4磁気軸受を第3センサと第2センサの各検出値の和
    により、 それぞれ制御することを特徴とする磁気浮上式直線スラ
    イダ。
  2. 【請求項2】四角形平面を含む可動部材の下面にリニア
    モータの2次導体を、ステータとの対向面が垂直となる
    ように取付け、案内レール上面にレール長さ方向の案内
    溝を設け、該案内溝の対向内側面にリニアモータのステ
    ータをそれぞれ上記2次導体との対向面が垂直となるよ
    うに取付け、上記2次導体と各ステータとのギャップを
    所要の大きさに設定し、上記可動部材の各コーナ部に案
    内レールと対向した水平面制御用の磁気軸受を設け、そ
    の一側辺に沿って設けた第1および第2磁気軸受に上記
    案内レールとのギャップを検出する第1および第2セン
    サを付設し、他側辺に沿って設けた第3および第4磁気
    軸受に同様の第3および第4センサを付設し、 第1磁気軸受を第1、第2センサの検出値の平均値と第
    1、第3センサの検出値の平均値の和により、 第2磁気軸受を第1、第2センサの検出値の平均値と第
    2、第4センサの検出値の平均値の和により、 第3磁気軸受を第3、第4センサの検出値の平均値と第
    1、第3センサの検出値の平均値の和により、 第4磁気軸受を第3、第4センサの検出値の平均値と、
    第2、第4センサの検出値の平均値の和により、 それぞれ制御することを特徴とする磁気浮上式直線スラ
    イダ。
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JPH0332306A (ja) * 1989-06-26 1991-02-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 磁気浮上制御装置
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