JPH11512032A

JPH11512032A - 磁気懸垂装置

Info

Publication number: JPH11512032A
Application number: JP9510952A
Authority: JP
Inventors: シラジー，ナビール
Original assignee: マグネティック・サスペンションズ（アイルランド）・リミテッド
Priority date: 1995-09-02
Filing date: 1996-09-02
Publication date: 1999-10-19
Also published as: EP0845085B1; CN1200792A; DE69608689D1; ATE193588T1; GB9613061D0; AU714010B2; DE69608689T2; CA2230619A1; WO1997009540A1; US6154353A; EP0845085A1; AU6834596A

Abstract

(57)【要約】物体（Ｏ）を磁気懸垂するための懸垂装置は、透磁性材料からなる軸線方向に延長する磁芯（１３）を有する電磁コイル（Ｌ）と、その軸線上に配置された永久磁石（１４）とを備える。永久磁石（１０）が物体（Ｏ）に設けられ、かつコイル（Ｌ）上の永久磁石（１４）及び透磁性材料の磁芯（１３）と吸引し合い、それにより物体（Ｏ）を吸引力によりコイル（Ｌ）の下方位置に懸垂するように構成される。コイル（Ｌ）上のセンサ（１５、１６）が、物体（Ｏ）の永久磁石（１０）の磁場を検出して制御回路に信号を供給し、該制御回路はコイル（Ｌ）に、検出した磁場が所定の制限値より低い場合には物体（Ｏ）を吸引し、かつ検出した磁場が所定の制限値より高い場合には物体を反発するように電流を印加する。このようにして、永久磁石（１０、１４）の磁場により物体が保持される位置から遠ざかる場合にのみコイル（Ｌ）が給電されるので、物体（Ｏ）は比較的小さい電流を用いて所定位置に保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】磁気懸垂装置技術分野本発明は、物体又は対象物を磁気懸垂するための装置に関する。発明の開示本願発明者は、固定又は可動構造に関して物体を懸垂された状態で制御された位置に、該物体と前記構造との間に大きな空隙を維持しつつ、かつ少ない電力消費量で支持する装置を考案した。本発明によれば、固定又は可動支持構造に取り付けられた電磁石及び第１永久磁石と、第２永久磁石を有しかつ前記２個の永久磁石間に発生する磁場の吸引力により少なくとも部分的に前記電磁石の下方位置に懸垂されるように配置された物体と、前記第２永久磁石の磁場を検出するべく固定位置に取り付けられた検出手段と、前記電磁石に電流を供給するための制御手段とからなり、前記電流を前記検出手段の出力信号により変化させて、前記物体を前記電磁石に関して所定の位置に保持するようにしたことを特徴とする磁気懸垂装置が提供される。この装置は、固定又は可動構造に関して物体を、該物体と電磁石との間に大きな空隙をもって、制御された位置に懸垂し得ることが分かった。前記支持構造が更に透磁性材料からなるボディ部を備え、それにより前記物体が、その永久磁石と前記支持構造上の透磁性材料のボディ部との間に発生する吸引磁場によっても部分的に懸垂されるようになっていると好都合である。好適には、前記検出手段により検出された磁場が、前記物体が前記所定位置にある時に検出される磁場から変化したときに、前記制御手段が前記電磁石に電流を供給する。前記検出手段により検出される磁場が所定の制限値より低い場合に、前記物体を支持構造に向けて吸引する磁場が前記物体と支持構造間に発生するように、前記制御手段が電流を前記電磁石に供給するようになっていると好都合である。前記検出手段により検出される磁場が所定の制限値より高い場合に、前記物体を前記支持構造から離れる向きに反発する磁場が前記物体と前記支持構造間に発生するように、前記制御手段が前記電磁石に電流を供給すると好都合である。このように本発明の装置は、物体の位置が実質的に物体と支持構造間に発生する永久磁石の磁場により前記物体を懸垂する位置から離れたときにのみ電磁石が通電されるので、使用する電流が非常に少ない。前記電磁石の電流がパルス幅変調されていると好都合である。前記制御手段が、検出した磁場の変化の大きさが増大すると前記電流の大きさを増大させるように構成され、それにより、発生する磁場がより大きくなると前記物体が上述した位置からより離れるようになっていると好都合である。前記制御手段が、前記位置にある物体を僅かに反発するように前記電磁石を通電するように構成され、それにより停電の場合には、前記物体が永久磁石の磁場により前記支持構造に向けて吸引されるようになっていると好都合である。好適には、前記電磁石はコイルからなる。好適には、前記制御手段が第１及び第２スイッチと第３及び第４スイッチとからなり、前記２対のスイッチがそれぞれ直流電源の両側に直列に接続され、前記コイルの両端部がそれぞれ前記第１スイッチと第２スイッチ間、及び第３スイッチと第４スイッチ間の接続点に接続され、かつ前記制御手段が、所望の電流の流れる方向によって前記第１及び第３スイッチ、又は前記第２及び第４スイッチを作動させるように構成される。前記磁場検出手段が非常に敏感であることが特に望ましい。この検出手段が１個又は複数のホール効果センサからなると好都合である。例えば、２個のホール効果センサを前記電磁石の軸線の両側の対向する位置に取り付け、両ホール効果センサの出力を合成（例えば、１つに加算又は加算平均）して出力信号を供給し、これを前記電磁石の制御手段に印加することができる。別の実施例では、前記検出手段をアモルファス薄帯センサで構成することができる。前記検出手段が、前記支持構造の電磁石と永久磁石とにより発生する磁場から磁気的に遮蔽されていると好都合である。好適には、前記磁気手段は、変動する磁場は遮断するが定常磁場は遮断しないアルミニウムのような非磁性材料で遮蔽される。好適には、前記検出手段は、定常磁場は遮断するが、変動磁場は容易に遮断しないミューメタルのような透磁性材料により遮蔽される。懸垂される前記物体が、その永久磁石を埋め込んだ透磁性材料のボディ部を有し、それが磁束集中機として機能し、かつその永久磁石により発生する磁場を更に前記支持構造に向けて突出させると好都合である。好適には、前記支持構造が、その永久磁石を埋め込んだ透磁性材料のボディ部を有し、それが磁束集中機として機能し、かつその永久磁石により発生する磁場を更に前記懸垂される物体に向けて突出させる。前記電磁石が透磁性材料からなる磁芯を有すると好都合である。好適には、前記透磁性材料は軟鋼、ケイ素鋼（ＳｉＦｅ）、フェロコバルト（ＦｅＣｏ）、パーメンジュール、又は鉄−ニッケルの組成物からなる。好適には、前記永久磁石は、ネオジム−鉄−ホウ素（ＮｄＦｅＢ）のような稀土類材料、又は他の高エネルギ材料から形成される。永久磁石コイルについては、所定寸法のボビンに巻き付けることができるターン数を多くする（そして同じ駆動電流を用いて発生させ得る磁場の強さを大きくする）ために、非常に微細な（小径の）ワイヤを用いること、又は別の実施例ではコイルの寸法を小さくすることが望ましい。しかしながら、ワイヤの直径を小さくすることは、実質的にその抵抗を増大させ、従って前記コイルに同じ電流を通すのに必要な駆動電圧が高くなる。従って、本発明の懸垂装置に使用する電磁石は、共通の軸に巻装されかつ平列に接続される２本又はそれ以上のワイヤで構成することが望ましい。これらのワイヤは、それぞれ端部同士をつないで配置されるコイルを形成するように巻装することができ、又は前記電磁石の全長に亘って延長する複合コイル（composite coil）を形成するように一体に巻装することができる。このようにコイルを構成することにより、各ワイヤは、匹敵するサイズのコイルに単一のワイヤを巻装した場合よりも長さが短く（従って、抵抗値が低く）なる。従って、匹敵する電流を維持するために駆動電圧を増大させることを必要とせずに、より微細なワイヤを使用することができる。図面の簡単な説明以下に、本発明の実施態様について、添付図面を参照しつつ実施例を用いて詳細に説明する。第１図は、本発明による磁気懸垂装置の第１実施例の構成を示す図である。第２図は、第１図の磁気懸垂装置の制御回路を示すブロック図である。第３図は、第２図の回路におけるホール効果センサの出力に関するコイル電流を示す線図である。第４図は、本発明による磁気懸垂装置の第２実施例の構成図である。第５図は、本発明による磁気懸垂装置の第３実施例の構成図である。第６図は、本発明による磁気懸垂装置の第４実施例の構成図である。発明を実施するための最良の形態添付図面の第１図には、物体Ｏを固定構造に関して制御された位置に懸垂するための磁気懸垂装置が示されている。物体Ｏには、磁束集中機として機能する軟鋼片１１に取り付けられた稀土類永久磁石１０が設けられている。電磁石１２が前記固定構造に取り付けられている。使用の際には、物体Ｏが、ボビン状に巻装されたコイルＬからなる電磁石１２の下方に磁気的に懸垂される。図示される実施例では、コイルＬは垂直な軸線を有するが、水平方向に向けて傾斜させたり水平に近付けることができる。電磁石１２は、軟鋼又は他の透磁性材料からなる磁芯１３を有し、前記電磁石の磁芯に関して整合させた中央開口を有するパネル上に載置することができる。更に、第２の稀土類永久磁石１４が磁芯１３の下端に取り付けられ、物体Ｏの永久磁石１０を吸引する。磁芯１３は、その間に磁石１４を配置した２個の部分で形成することができ、それにより磁石１４を前記磁芯の軸線に沿って選択した位置に配置することができる。その代わりに、磁石１４の軸方向位置を選択し又は調整し得るように、前記磁芯に中空通路を設けることができる。２個のホール効果センサ１５，１６が電磁石１２の下方に、実質的にその磁場から遮蔽されるように取り付けられている。ワイヤ１７がホール効果センサ１５、１６を制御回路１８の各入力に接続し、コイルＬが制御回路１８の出力の両側に接続されている。第２図に関して、制御回路１８の内部では、ホール効果センサ１５，１６の出力が加算回路又は加算平均回路２０に接続されている。加算又は加算平均回路２０の出力は、ホール効果センサ１５，１６からの加算又は加算平均信号を、直流電源の両側に抵抗器Ｒ２と直列に接続された調整可能な抵抗器ＶＲ１を調整することにより設定される基準レベルと比較するコンパレータ２１又は誤差増幅器に接続されている。コンパレータ２１は、それぞれパルス幅変調器２２，２３に接続された２つの出力を有する。２対の直列接続の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）ＴＲ１，ＴＲ２，及びＴＲ３，ＴＲ４が、前記直流電源の両側に平列に接続されている。コイルＬの一方の端部はトランジスタＴＲ１とＴＲ２間の相互接続点に接続され、かつ該コイルの他方の端部はトランジスタＴＲ３とＴＲ４間の相互接続点に接続されている。トランジスタＴＲ１のゲートはトランジスタＴＲ４のゲートに接続され、かつ一方のパルス幅変調器２２の出力に接続されている。同様に、トランジスタＴＲ２のゲートはトランジスタＴＲ３のゲートと、他方のパルス幅変調器２３の出力とに接続されている。再び第１図に関して、物体Ｏの永久磁石１０とコイルＬの永久磁石１４とは、それらが互いに吸引し合い、物体Ｏの前記永久磁石が前記電磁石の鉄芯１３をも吸引するように構成されている。物体Ｏの重量が、永久磁石１０，１４間の最大磁気吸引力より小さい場合には、ある一点において前記物体への重力が両永久磁石１０，１４間の吸引力に丁度等しくなるように、前記両永久磁石間の間隔を調整し得ることが分かる。この所謂釣合い点で、前記物体は空中に浮かぶことになる。前記釣合い点は制限されており、実際には何らかの形での制御なしに物体を浮かばせることは困難である。第３図に関して、ホール効果センサ１５，１６における磁場が物体Ｏの永久磁石１０の接近の度合いによって変化することが分かる。この磁場はホール効果センサ１５，１６により感知され、対応する信号Ｖ_HALLが制御回路１８に出力される。前記制御回路のコンパレータ回路２１が、ホール効果センサ１５，１６からの合成出力を調整可能抵抗器ＶＲ１により設定された基準値と比較する。前記ホール効果センサの出力が前記基準値より高い場合には、その差の大きさを表す信号がパルス幅変調回路２２に出力され、前記出力が前記基準値よりも低い場合には、その差の大きさを表す信号が他方のパルス幅変調器２３に出力される。各パルス幅変調器２２，２３は、そのマーク−スペース比がコンパレータ回路２１からの各信号の各信号の大きさに依存する方形波を出力するように構成されている。コンパレータ回路２１からの信号が小さい場合には、前記マーク−スペース比が１：４９（２％ＯＮ）位まで低くなるのに対し、前記信号が高い場合には、マーク−スペース比が４９：１（９８％ＯＮ）位まで高くなる。一方のパルス幅変調器、例えば２２の出力が高い場合、トランジスタＴＲ１及びＴＲ４が、オンになって電流Ｉ_RがコイルＬを流れる。同様に、他方のパルス幅変調器２３の出力が高い場合には、トランジスタＴＲ２及びＴＲ３がオンになり、電流Ｉ_A がコイルＬを逆方向に流れる。前記物体の重量及び永久磁石１０，１４の強さが４センチの間隙で上述した釣合い点を生じさせるようになっていると仮定した場合、調整可能抵抗器ＶＲ１は、この点においてコイルＬを電流Ｉ_A，Ｉ_Rが流れないように調整される。実際には、調整可能抵抗器ＶＲ１は、コイルＬを流れる電流のサイクリングを回避するために、その間を電流が全く流れない基準点を小さい範囲に設定する。物体Ｏが前記コイルから離れる場合には、ホール効果センサ１５，１６における磁場Ｆ_MA _G が減少し、コンパレータ２１への入力信号が前記基準レベルよりも低くなり、それによりコイルＬを電流Ｉ_Aが流れるようにパルス幅変調器２３を動作させる。電流Ｉ_Aが流れると、コイルＬにより発生する電磁石の磁場が、永久磁石１０，１４間の磁場を補い、物体ＯをコイルＬに戻すように吸引する。コイル電流Ｉ_A の大きさ、従って発生する磁場の強さは、物体ＯがコイルＡからどの位遠くにまで離れたかに依存する。物体Ｏが前記釣合い点よりコイルにより近く引き寄せられると、制御回路１８は、逆方向電流Ｉ_RがコイルＬを流れるように作動する。この逆方向電流Ｉ_Rが、前記物体がコイルＬから離れるように永久磁石１０を反発する磁場を生じさせる。コイルＬは、物体Ｏの位置が前記釣合い点から離れるときにのみ給電されるので、該コイルを流れる電流は非常に小さいことが理解される。このように、本発明による装置は、消耗するまでに相当時間使用できる小型で低電圧の直流電池を電源とすることができる。別の実施例では、前記回路を幹線路から低電圧直流電源を介して給電することができる。停電が生じたり、バッテリーがなくなった場合には、物体Ｏが床に落下する虞があり、望ましくないことが理解される。従って、別の実施例では、最小の反発電流Ｉ_Aが流れ、それにより前記物体をコイルＬから退ける反発力を生じさせる位置に前記物体を保持するように、調整可能抵抗器ＶＲ１を設定する。この反発力はコイルへの電流に損失がある場合に停止して、物体Ｏがコイルに向けて吸引され、永久磁石１０，１４間の吸引力により保持されることになる。上述した懸垂装置を使用すると、物体Ｏを大きな（６０mmまでの）空隙をもって安定した位置に懸垂し得ることが分かった。前記物体は実質的に永久磁石１０，１４間の吸引力により懸垂され、従って前記電磁石については（１０mAの）小電流が要求されるだけで、それに対応して前記物体が前記釣合い点にある時の電力消費量は小さい。しかしながら、前記物体が前記釣合い点から離れると、電流が距離に関して指数的に増加し、それにより前記物体が素早く所定の位置に戻される。前記コイルを流れる最大電流は、７００mA位まで高くすることができる。第４図に示す実施例では、ホール効果センサ１５，１６が、前記電磁石を載置する穴開きパネルからの突出部３２（例えば筒状スリーブ）の下端に取り付けられている。この構成により、物体Ｏを前記電磁石の下方に（８０又は９０mmまでの）より大きな空隙をもって、懸垂することが可能になるが、それは、前記空隙の大きさを制限するのは前記センサの感度であり、かつ必ずしも永久磁石１０，１４の強さではないからである。第５図に関して、磁気懸垂装置の別の実施例が示され、類似の部分には同様の参照符号が付されている。この実施例では、２個の稀土類永久磁石１４，４０がコイルＬの垂直な軸線の両端に取り付けられている。第３の永久磁石９１が、前記コイルの磁芯内部に２個の鉄芯部分１３ａ，１３ｂ間に取り付けられている。磁石９１の前記磁芯上の位置は、前記釣合い点を設定するために製造時に調整することができる。永久磁石１４，４０，９１は、それらの同極がそれぞれコイルＬの軸線に沿って同じ方向を向くように配置される。ケイ素鋼片４２が上側稀土類永久磁石４０の上部に取り付けられている。下側の稀土類永久磁石１４は、コイルＬの下方に取り付けられたアルミニウム円盤４３の中央開口を貫通している。ホール効果センサ１５，１６は、アルミニウム円盤４３の下側にミューメタルからなる下向きのカップ９０内に取り付けられている。懸垂される物体Ｏの永久磁石１０は、前記透磁性材料の質量体及び支持構造Ｓの２個の永久磁石４０，４１に向けて吸引され、永久磁石１０はケイ素鋼１１片上に取り付けられている。使用時には、懸垂された物体１０が、支持構造Ｓに向けて最大６０mmの距離から吸引されるが、これは前記磁石の強さ及び物体Ｏの重量に依存する。ミューメタル製カップ９０は、ホール効果センサ１５，１６をコイルＬにより発生する定常磁場から補助的に遮蔽し、アルミニウム円盤４３は、前記ホール効果センサを前記コイルにより発生する変動磁場から補助的に遮蔽する。コイルＬ及びそれに設けた永久磁石４０，４１，９１により発生する磁場が、円盤４３の前記開口をもっぱら貫通し、垂直下向きに集中していることが分かる。上側永久磁石４０の上部に設けられたケイ素鋼片４２は、前記磁場を下向きに補助的に制限している。より重い物体を支持したい又は前記空隙を大きくしたい場合には、コイルＬが懸垂される物体Ｏの磁石を吸引し、それにより支持構造Ｓの２個の磁石４０，４１の磁場を補うように、前記制御回路を構成することができる。コイルＬにより引き出される電流の量は所望の空隙の大きさに依存するか、一般にこれは、前記物体が実質的に永久磁石１０，４０，４１，９１間の吸引力により懸垂されるように調整される。必要な電圧を増大させることなくより強い磁場が得られるように、又は同じ強さの磁場を付与しながら前記電磁石のサイズをより小さくできるようにするために、添付図面に記載した電磁石は、ボビンＢの各部分に巻装されかつスペーサ円盤Ｄにより分離した２個のコイルＬ１及びＬ２で構成することができる。コイルＬ１，Ｌ２は駆動電源に並列に接続される。この構成により、各コイルが比較的短くなるので、各コイルの抵抗を過大にすることなく、非常に微細な（小径の）ワイヤを前記コイルに用いることができる。前記電磁石は、ボビンの前記各部分に巻装されかつ並列に接続された２個又はそれ以上のコイルで構成できることが分かる。別の実施例では、２本又はそれ以上のワイヤ、例えばＷ１，Ｗ２を、第６図に示すように、共に前記ボビンの周囲に巻装して、該ボビンの全長に亘って延長する複合コイルを形成することができるが、この場合にも各ワイヤは並列に接続される。更に別の実施例では、２個のコイルをボビンＢ上に同時巻装（co-w ound）することができる。懸垂される物体は、該物体を磁場内で自由に回転させることができるように、放射方向に磁化した環状又は球状磁石を備えることができる。前記コイルの磁芯の中を軸線方向に延長する１個又は２個以上の穴を設けることができ、各センサを各穴の軸線方向下方に配置することができる。この構成は、前記穴の軸線と一致する磁束が全く又はほとんど存在しないことにより、前記センサを磁気的に遮蔽する必要が少ないという利点がある。前記磁芯の中をコイルの軸線に沿って穴が延長し、中央に配置した１個のセンサを用いると好都合である。第６図に示すように、ボビンＢの上端部９３は、電磁石・永久磁石アセンブリ９５の上端部における磁束を放射方向外向きに向けさせ、それにより懸垂される前記物体の永久磁石１０の上面から出る磁力線と結合させるようにより下向きに集中させるために、鋼のような透磁性材料で形成することができる。好適には、前記コイルの軸線方向上端が、電磁石・永久磁石アセンブリ９５の上端から出る磁束の方向を前記物体の永久磁石１０に向けさせるために、実質的に前記コイルの軸線方向に向けた延長部９４で構成されることが望ましい。産業上の利用分野上述した磁気懸垂装置は、広範な用途に用いることができる。例えば、前記装置は、広告においてディスプレイのためのサインや他の物体を懸垂するために用いることができ、空中に自由に懸垂しつつ、物体を回転させ得ることが理解される。更に、前記装置は、物体を塗装しかつその後に乾燥させる場合に用いることができ、該物体の全面に自由にアクセスすることができる。また、前記装置は、物体を化学処理のために酸又は他の溶液中に浸漬するために用いることができ、該物体の側面を物理的に保持する必要なく、完全に浸漬させることができる。更に、前記装置は、飛行機の模型を風洞内で懸垂するために用いることができ、飛行中の実際の飛行機をより良くシミュレーションすることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年６月２３日【補正内容】請求の範囲１）固定又は可動支持構造に取り付けられた電磁石及び第１永久磁石と、第２永久磁石を有しかつ前記２個の永久磁石間に発生する磁場の吸引力により少なくとも部分的に前記電磁石の下方位置に懸垂されるように配置された物体と、前記第２永久磁石の磁場を検出するべく固定位置に取り付けられた検出手段と、前記検出手段により検出された磁場が、前記物体が前記所定位置にある時に検出される磁場から変化したときに、前記電磁石に電流を供給するための制御手段とからなり、前記電流を前記検出手段の出力信号により変化させて、前記物体を前記電磁石に関して所定の位置に保持するようになっており、前記検出手段により検出される磁場が所定の制限値より高い場合に、前記物体を前記支持構造から離れる向きに反発する磁場が前記物体と前記支持構造間に発生するように、前記制御手段が前記電磁石に電流を供給することを特徴とする磁気懸垂装置。２）前記支持構造に透磁性材料からなるボディ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気懸垂装置。３）前記検出手段により検出される磁場が所定の制限値より低い場合に、前記物体を前記支持構造に向けて吸引する磁場が前記物体と前記支持構造間に発生するように、前記制御手段が電流を前記電磁石に供給するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気懸垂装置。４）前記制御手段が、直流電源の両側に直列に接続された第１及び第２スイッチと、前記直流電源の両側に接続された第３及び第４スイッチとを備え、前記電磁石のコイルの両端がそれぞれ前記第１スイッチと第２スイッチ間の点、及び前記第３スイッチと第４スイッチ間の点に接続され、かつ前記制御手段が、前記コイルを流れる電流の所望の向きにより前記第１及び第３スイッチ、又は前記第二及び第４スイッチを作動させるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の磁気懸垂装置。５）前記電流がパルス幅変調されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気懸垂装置。６）前記制御手段が前記電磁石に電流を供給し、該電磁石が前記位置にある前記物体を反発するようになっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気懸垂装置。７）懸垂される前記物体が、その永久磁石を埋め込んだ透磁性材料のボディ部を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の磁気懸垂装置。８）透磁性材料の前記ボディ部が、前記電磁石のコイルの軸線方向に延長する磁芯からなることを特徴とする請求項２に記載の磁気懸垂装置。９）前記第１永久磁石が前記コイルの軸線方向に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の磁気懸垂装置。１０）前記透磁性材料のボディ部が、前記磁芯の軸線方向上端に配置された磁束集中機からなることを特徴とする請求項８又は９に記載の磁気懸垂装置。１１）前記磁束集中機が前記電磁石の軸線方向上端を越えて延長していることを特徴とする請求項１０に記載の磁気懸垂装置。１２）前記磁束集中機が、前記電磁石の上端における磁束を、懸垂される物体に向けて下向きに指向させるように構成された延長部からなることを特徴とする請求項１１に記載の磁気懸垂装置。１３）前記電磁石が、共通の軸線に巻装されかつ並列に接続された２本又はそれ以上のワイヤからなることを特徴とする請求項１に記載の磁気懸垂装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号９６１０９２７．７ (32)優先日 1996年５月24日 (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号９６１３０６１．２ (32)優先日 1996年６月21日 (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１）固定又は可動支持構造に取り付けられた電磁石及び第１永久磁石と、第２永久磁石を有しかつ前記２個の永久磁石間に発生する磁場の吸引力により少なくとも部分的に前記電磁石の下方位置に懸垂されるように配置された物体と、前記第２永久磁石の磁場を検出するべく固定位置に取り付けられた検出手段と、前記電磁石に電流を供給するための制御手段とからなり、前記電流を前記検出手段の出力信号により変化させて、前記物体を前記電磁石に関して所定の位置に保持するようにしたことを特徴とする磁気懸垂装置。２）前記支持構造に透磁性材料からなるボディ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気懸垂装置。３）前記検出手段により検出された磁場が、前記物体が前記所定位置にある時に検出される磁場から変化したときに、前記制御手段が前記電磁石に電流を供給するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気懸垂装置。４）前記検出手段により検出される磁場が所定の制限値より低い場合に、前記物体を前記支持構造に向けて吸引する磁場が前記物体と前記支持構造間に発生するように、前記制御手段が電流を前記電磁石に供給するようになっていることを特徴とする請求項３記載の磁気懸垂装置。５）前記検出手段により検出される磁場が所定の制限値より高い場合に、前記物体を前記支持構造から離れる向きに反発する磁場が前記物体と前記支持構造間に発生するように、前記制御手段が前記電磁石に電流を供給することを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気懸垂装置。６）前記制御手段が、直流電源の両側に直列に接続された第１及び第２スイッチと、前記直流電源の両側に接続された第３及び第４スイッチとを備え、前記電磁石のコイルの両端がそれぞれ前記第１スイッチと第２スイッチ間の点、及び前記第３スイッチと第４スイッチ間の点に接続され、かつ前記制御手段が、前記コイルを流れる電流の所望の向きにより前記第１及び第３スイッチ、又は前記第二及び第４スイッチを作動させるようになっていることを特徴とする請求項５に記載の磁気懸垂装置。７）前記電流がパルス幅変調されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の磁気懸垂装置。８）前記制御手段が前記電磁石に電流を供給し、該電磁石が前記位置にある前記物体を反発するようになっていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気懸垂装置。９）懸垂される前記物体が、その永久磁石を埋め込んだ透磁性材料のボディ部を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の磁気懸垂装置。１０）透磁性材料の前記ボディ部が、前記電磁石のコイルの軸線方向に延長する磁芯からなることを特徴とする請求項２に記載の磁気懸垂装置。１１）前記第１永久磁石が前記コイルの軸線方向に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の磁気懸垂装置。１２）前記透磁性材料のボディ部が、前記磁芯の軸線方向上端に配置された磁束集中機からなることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の磁気懸垂装置。１３）前記磁束集中機が前記電磁石の軸線方向上端を越えて延長していることを特徴とする請求項１２に記載の磁気懸垂装置。１４）前記磁束集中機が、前記電磁石の上端における磁束を、懸垂される物体に向けて下向きに指向させるように構成された延長部からなることを特徴とする請求項１３に記載の磁気懸垂装置。１５）前記電磁石が、共通の軸線に巻装されかつ並列に接続された２本又はそれ以上のワイヤからなることを特徴とする請求項１に記載の磁気懸垂装置。