JPS6032580A - 磁気浮上直進案内 - Google Patents

磁気浮上直進案内

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Publication number
JPS6032580A
JPS6032580A JP58140734A JP14073483A JPS6032580A JP S6032580 A JPS6032580 A JP S6032580A JP 58140734 A JP58140734 A JP 58140734A JP 14073483 A JP14073483 A JP 14073483A JP S6032580 A JPS6032580 A JP S6032580A
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JP
Japan
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electromagnets
permanent magnet
movable body
line
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP58140734A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryuichi Matsuda
隆一 松田
Mitsuo Nakagawa
中川 三男
Makoto Asakawa
誠 浅川
Hisao Kuroda
黒田 久雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS6032580A publication Critical patent/JPS6032580A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/04Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L13/00Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/04Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/06Means to sense or control vehicle position or attitude with respect to railway
    • B60L13/08Means to sense or control vehicle position or attitude with respect to railway for the lateral position
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N15/00Holding or levitation devices using magnetic attraction or repulsion, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は磁気力によって固定部に対し可動体を非接触状
態で支える磁気浮上直進案内に関するものである。
〔従来技術〕
従来、直進案内は案内面あるいはレールに対し軸受等を
もって金属接触する構成が一般的でおる。
そのため、騒音、摩擦、摩耗等が発生し、用途によって
は望ましくないものであった。また、空気や油を用いる
案内は金属接触は無いが、潤滑媒体を必要とし、コンプ
レッサや油圧機器の保守を北要とし、真空中や高度に清
浄さが必要な雰囲気では使用が不可能かまたは制限され
るととがある。
このような問題の対策としては、第1図に斜視図で示す
磁気浮上案内が提案されている。すなわち同図において
、1は可動体、2は案内である。
そして、可動体1はその上下面に磁極面を斜線で示す例
えば4個の電磁石3〜6がそれぞれ配設され、両側面に
同じく磁極面を斜線で示す例えば2個の電磁石1,8が
それぞれ配設されることによシ合計12個の電磁石を備
えている。この場合、上面と下面および左側面と右側面
の電磁石同志は対称な位置に配設され、かつ個々の電磁
石3,4゜5・・・・は案内2との隙間を検出する検出
器9(但し図においては電磁石3に対してのみ示す)を
備えている。各電磁石3,4.5@−・のコイル電流は
付随する検出器9からの信号によって制御され、この時
の磁気吸引力によシ可動体1を案内2に対して非接触状
態で支持し、案内2との隙間を一定に保持している。そ
して、可動体1はリニアモータ(図示せず)等の手段に
よる駆動力によって移動軸10の方向に動かされるよう
に構成されている。
このような磁気浮上案内機構によれば、可動体1を案内
2に対して非接触に支持することができ、前述した潤滑
媒体を使用する案内機構の欠点を除くことができ、また
可動体1の上下面、すなわち重力方向の面に夫々4個の
電磁石を対称に配置し、軸受剛性を大きくしているので
、電磁石の吸引力によって非接触に拘束されている方向
に外乱が作用しても案内2との隙間の変動を小さく抑え
ることが可能となる。
しかしながら、このような磁気浮上案内においては、電
磁石3.4.5・・・・の数が多く、かつ可動体1の荷
重を支えるために常に電磁石3等に電流を流しておかな
ければならないという不都合があシ、消費電力の増大に
基づく電力的にも劣るものである。
〔発明の目的および構成〕
したがって、本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あシ、その目的とするところは、浮上機能を担う要素数
を少なくシ、動作時の電力を少なくした磁気浮上直進案
内を提供するものである。
このような目的を達成するために本発明は、永久磁石回
路が発生する力によって可動部の荷重を支え、安定如浮
上させるために電磁石を案内レールに対向させてそのす
きまを一定に保つようにし、かつ電磁石数を減らすため
にいくつかの電磁石の力の作用線の方向を重力方向に傾
けたものである。
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
〔発明の実施例〕
第2図は本発明による磁気浮上直進案内の一実施例を示
す構成図である。同図において、11は可動体、12は
永久磁石回路、13a、13b、13c。
i3a 、 14aは電磁石、15a、15b、15c
、15d、15eは変位センサ、16”、16bは平行
に配置された案内レールである〇 第3図は前述した第1図の荷重支持部の片側を示したも
のである。同図において、永久磁石回路12は永久磁石
18と継鉄17a 、 17bとから構成される。19
a 、 19b 、 19c 、 19dはすきまであ
る。
また、永久磁石回路12は可動体11の左右にあって案
内レール16a 、 16bの下面に対向している。
電磁石13a 、 13b 、 13e 、 13dは
案内レール1(ia 。
16bの上面に、電磁石14aはレール1−6aの下面
にそれぞれ対向している。ここで、この電磁石と案内レ
ールの関係は可動体11の反対の側でも同一の構成であ
る。
このような構成において、可動体11に外力が作用する
等の原因によル、すきま1Sa等が基準の値から変化し
たとする。例えばすき419m 、 19bが大きくな
シ、すきま19c 、 19dが小さくなったとすると
、変位センサ15e等がそれを検出し、電磁石14aに
コイル電流を流して電磁力を発生し、すきま19m 、
 tabをもとへもどす。逆にすきま19c 、 19
dが大となった時には、変位センサ15IL。
15b等がそれを検知し、電磁石131 、13bの磁
気力によってすきまをもとへもどす。すきま19aが基
準値のとき、可動体110重量と永久磁石回路120発
生する磁気力がつり合うようにする。したがって、その
時には電磁石13a、13b、14aには電流を流す必
要がないか、または小さな量ですむため、電力消費量を
小さくできる。すきt19eと19dとが互いに逆むき
に不均一となった場合でも同様な動作によシ復元させる
ことができる。
第4図は電磁石の配置を示しているものである。
同図において、20.2H”l電磁石15b 、 15
dの力の作用線、22はそれらの交さ点、23.24は
それぞれ電磁石14a 、 14bの力の作用線で62
また、案内レール16a 、 16bの上面に対向して
しる電磁石13b 、 13dは重力方向に対して傾い
てh置されている。そのため、とわらの電磁石14a。
14bは垂直方向の可動体11の運動を制御できZとと
もに、水平方向の運動をも制御する機能を鯉っている。
しかし、交さ点22のまゎシの揺動錫動を規制できない
。電磁石1ea 、 14bはその作片線23.24が
作用線20.21と平行でないkめ、前記揺動運動に対
する規制機能を有する。したがって、最少6個の電磁石
によって可動体11の進行方向以外の5個の空間自由度
について、可動体11は非接触に拘束される。電磁石1
4a+14にの力の作用線23.24は本実施例ではそ
の作片線の方向は重力方向としたが、これに限ることは
なく、作用線20.21と平行でなければよい。
なお、電磁石の数を増すことは既述の6個の電磁石によ
る安定浮上状態を乱さないかぎシにおいて可能であシ、
本発明の範囲に含まれる。
館5図、第6図は本発明の電磁石の配置に関す・0 る
第4図相当の図である。同図において、案内レール15
a 、 16bの下面に4個の電磁石13& 、 13
b等が対向しておシ、電磁石14m 、 14bはレー
ルtea 、 16bの上面に対向している。この場合
、変位センサ153等は可動体の進行方向を除く5個の
自由度の運動を検出するためには最少5個が必要である
第7図は変位センサの検知出力に基づいて電磁石のコイ
ルに流れる電流を制御する制御回路の一例を示すブロッ
ク図であって、15は第3図に示す変位センサ15aに
対応し、25は変位センサ15&の出力を微分する微分
回路、26は変位センサ15aの出力と微分回路25の
出力および制御出力からのフィードバック出力を入力と
し、これら各入力を増幅すると共に加算する信号増幅器
および信号加算器(以下、信号増幅・加算器と呼称する
)、27はこの信号増幅・加算器2Bの出力を増幅し、
その出力によってコイル29を制御する電力増幅器、2
Bは電力増幅器2Tとコイル29との間に挿入され変位
とその速度および電流を検出する検出抵抗で、その出力
は上記信号増幅・加算器26にフィードバックするよう
に構成されている。
このように、変位とその速度およびコイル29に流れる
電流を検出して信号増幅・加算器26にフィードバック
することによシ、安定に隙間19a〜19dを保持する
ことができる。
第8図は他の永久磁石回路3oの実施例であって1第2
図の永久磁石回路12と電磁石14aの機能を合わせ持
つものであム継鉄17& 、 17bおよび永久磁石1
8は第3図の例と同一であるが、これにコイル31を設
け、そこに流れる電流によって、永久磁石18の磁束を
変調し、安定化機能を持たせる。よって第2図の実施例
よシも部品点数を少なくすることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明による磁気浮上直進案内は、
浮上のための電力を少なくすることができ、かつ安定化
のための電磁石数を少なくできるので、経済的な磁気浮
上直進案内を提供するhとができるという極めて優れた
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の磁気浮上案内の一例を示す構成図、第2
図は本発明による磁気浮上直進案内の一実施例を示す斜
視図、第3図は浮上機能部の詳細図、第4.5.6図は
安定化の説明のための図、第7図は制御回路の概略図、
第8図は他の永久磁石回路の実施例の図である。 11争・・身回動体、12.30・・・・永久磁石回路
、13m、13b、13c、13d、14&、14b 
” eII−電磁石、15m 、15b 、15e 、
1sd、Ise e 6 e・変位センサ、16m +
 16b・・・・案内レール、17&、1γl)*aa
*継鉄、19a、19b、19c、19d−−−伽すき
ま、20,21,23.24・・・・電磁石の磁気力の
作用線、22・・・・作用線の交さ点、25・・φ・微
分回路、26・・・・信号増幅器および加算器、27−
・・・電力増幅器、28・伽・・検出抵抗、29・・・
・電磁石コイル、31拳・・φコイル。 昭和58年 特 許 願第140734号20発明の名
称 磁気浮上直進案内 3、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人 名称(氏名) (422) 日本電信電話公社制正にト
リー増加する発明の数−・−・−・−・−正する。 (2)同書第4頁第16行ないし第17行目の「永久磁
石回路」を「永久礎石回路もしくは永久磁石を磁心とし
これにコイルを巻回した複合磁石回路」と補正する。 (3)同書第4頁第17行目の「電磁石」を「霜、li
B石もしくは複合磁石回路」と補正する。 (4)同書第4頁第20行目の「電磁石数を減らすため
にいくつかの電磁石」を「磁石回路数を減らすためにい
くつかの磁石回路」と補正する。 (5)同書第5頁第6行目の「構成図である。」を[構
成図であって、まず2個の永久磁石回路と6個の電磁石
の組合せについて説明する。]と補正する。 (6)同書第5頁第11行目の「第1図」を1第2図」
と補正する。 (7)同書第6頁第20行目の「電磁石15b、15d
」を[電磁石13d、13bJと補正する。 (8)同書第7頁第5行ないし第6行目の「電磁石14
a+14bは垂直方向の可動体11の運動を制御できる
」を[電磁石i3a、13bは可動体11の垂直方向の
運動を制御できる」と補正する。 (9)同書第8頁第5行ないし第8行目の[この場合、
変位センサ15a等は・・・・・・必要でおる。」を[
変位センサは第2図、第3図では各々の電磁石に付随さ
せているが、その例に限られるわけでなく、進行方向を
除く5個の自由度の運動を検出するための必要最少数は
5個である。」と補正する。 θO)同書第9頁第8行目の「他の永久磁石回路30」
を「複合磁石回路30」と補正する。 aυ 同書第9頁第14行ないし第15行目の「よって
第2図の実施例よシも部品点数を少なくすることができ
る。」を[よって第2図の実施例よりも部品点数を少な
くすることができ、第2図では永久磁石と電磁石の合計
8個の組合せの例を説明したが、第8図の複合磁石回路
30を用いることによ虱第2図の永久磁石12と電磁石
14aの機能を複合礎石1個で行なうことができるので
、磁石回路の合計数を6個に減らすことができる。才た
、すきまが平衡状態にあるときの磁石回路内の磁束が零
でない方が、すきま変動が生じた際の制御電力が小さく
てすむので、能率の良い浮上案内を構成できる。さらに
第2図ないし第4図で示した電磁石13a、13b#1
3C113dをも第8図の複合磁石回路30に変更した
構造も実現でき、高能率の磁気浮上直進案内を実現でき
る。その際には可動体の荷重を支える永久磁石回路ある
いは複合磁石回路の支持力を上側の4個の複合磁石回路
の吸引力の分だけ大きくする必要がある。第5図、第6
図の例についても電磁石13a+13b+・・・・・・
、14a。 14bを複合磁石回路に変更した構造が実」、できるこ
とは言うまでもない。」と補正する。 (12同書第9頁第19行目の「箱、磁石数」を「磁石
回路数」と補正する。 (13同書第10頁第7行ないし第8行目の1他の永久
磁石回路」を「複合磁石回路」と補正する。 αa 同書第1O頁第9行ないし第1O行目の「12.
30・・・・永久磁石回路、」を「12・・・曹永久磁
石回路、」と補正する。 (+51 同書第1O頁第19行目の「31・・・拳コ
イル。」を「30・・・・複合磁石回路、31・・・・
コイル。」と補正する。 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. はぼ平行に配置される2本の案内レール相互間に配設さ
    れる可動体に永久磁石回路と、各々に変位センサを付加
    した少なくとも6個の電磁石とを設け、前記永久磁石回
    路を前記案内レールの下面に対向させ、前記電磁石の4
    個を前記2本の案内レールのいずれかの面に対向させか
    つその磁気力の作用線が交差するように重力方向に対し
    傾けて配置し、前記電磁石の残シの2個を前記4個の電
    磁石の対向する面と逆の面に対向させ、前記磁気力の作
    用線の交差点のまわシにふシ分けて配置し、かつ前記2
    個の電磁石の磁気力の作用線は前記4個の電磁石の磁気
    力の作用線と非平行とし、前記永久磁石回路によ)可動
    体重量を支え、可動体に設けた少なくとも5個の変位セ
    ンサで運動を検出し、電磁石に流す電流を制御して前記
    可動体を案内レールに対し非接触に支えることを特徴と
    じた
JP58140734A 1983-08-01 1983-08-01 磁気浮上直進案内 Pending JPS6032580A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0374473A (ja) * 1989-08-17 1991-03-29 Misawa Homes Co Ltd 遮音塗料
WO2008077826A1 (de) * 2006-12-21 2008-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Pollagemesseinrichtung für ein magnetschwebefahrzeug einer magnetschwebebahn und verfahren zu deren betrieb

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0374473A (ja) * 1989-08-17 1991-03-29 Misawa Homes Co Ltd 遮音塗料
WO2008077826A1 (de) * 2006-12-21 2008-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Pollagemesseinrichtung für ein magnetschwebefahrzeug einer magnetschwebebahn und verfahren zu deren betrieb

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