JPS6188707A - 磁気吸引浮上搬送装置 - Google Patents

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は軌道に吊下された台車側に設けられた電磁石と
これに対向するよう浮上体側に設けられた二次鉄との間
に作用する磁気吸引力を利用して浮上体を非接触で軌道
に沿って移動させる磁気浮上吸引搬送装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

吸引形電磁石を設けた台車を軌道に沿って移動させ、二
次鉄を設けた浮上体を台車に対して非接触で釣シ下げて
搬送することは、公知の吸引形磁気浮上式鉄道などの従
来技術から容易に発想できる。たとえば、第９図および
第１０図は従来技術による搬送装置の側面図および正面
図で、電磁石１が車輪６によって軌道５に吊架された台
車乙の４隅に磁極面を下にして設けられ、二次鉄２がそ
れぞれの磁極面に対向して浮上体４の上部に配設されて
いる。電磁石１のコイル７を励磁した場合、電磁石１と
二次鉄２との間に作用する上下方面の吸引支持力に関し
ては、吸引形磁気浮上式鉄道におけると同様に、各電磁
石と二次鉄との間の空隙長が一定になるようコイルの励
磁電流を制御することによシ、浮上体４を非接触で浮上
させ、その状態を維持することができる。一方台車３が
一方向に加速または減速制御された場合、台車３と浮上
体４との間には水平方向のずれを生ずる。したがって浮
上体４を非接触で台車に追随させるためには、両者のず
れを打消す水平方向の復元力を電磁石１と二次鉄２との
間に作用させなければならない。

第１１図および第１２図は前述の従来構造における復元
力の作用を説明するための要部の側面図であり、第１１
図は電磁石と二次鉄との間に水平方向のずれが無い状態
を、第１２図はずれがある状態を示したものである。ず
れが無い状態では、電磁石の一対の磁極８Ａ　、　８Ｂ
と二次鉄２の両端部との間に生ずる磁束９Ａおよび９Ｂ
は磁束密度が互いに等しくその方向が逆向きになるので
、復元力の大きさも互いに等しくその方向が逆向きにな
る。したがって全体としては水平方向の復元力は零にな
シ、ずれの無い状態が維持される。一方台車が図の左方
向に加速されると、第１２図に示すように磁極１に対し
て二次鉄２は右側にずれを生ずるが、この状態では二次
鉄２の右側面部分の磁束密度９Ｂに比べて二次鉄の左側
面部分の磁束密度９Ａが大きくなるので、二次鉄２には
円者の磁束密度の差に対応する左向きの復元力が自動的
に作用し、二次鉄２は電磁石に対する水平方向のずれを
縮める方向に移動する。また、復元力による浮上体の水
平方向の移動は復元力に対して幾分の遅れをともなうた
めに、水平方向のずれが零になる位置で停止せず左側に
行過ぎを生ずる。この場合も復元力の発生と同様な原理
によシ行過ぎを防止するダンピング力が電磁石と二次鉄
との間に自動的に作用し、浮上体はずれが零の位置近傍
で水平方向の往復運動を繰返しつつやがて零位置に停止
する。このよりに電磁石と二次鉄との間には浮上吸引力
と、水平方向の復元力と、浮上体の水平方向の往復運動
に対するダンピング力とを自動的に発生する。したがっ
て、台車の加速あるいは減速に追随して浮上体を加速、
減速するに要する力が前記復元力を超えない範囲におい
ては、台車３が移動するに伴って浮上体４を台車３に非
接触で吊下げた状態で加速、減速させることができる。

ところが、電磁石１と二次鉄２が浮上体４の浮上吸引力
と水平方向の復元力との発生源を兼ねているために、第
９図、第１０図に示すような従来構造においては浮上吸
引力に比べて水平方向の復元力あるいはダンピング力が
一般に弱く、大きな加速あるいは減速力が得られ難いと
いう問題点がある。

第１３図は改良された従来の搬送装置の正面図であシ、
電磁石の一対の磁極８に対向配置された一対の二次鉄２
の水平方向の間隔を磁極８のそれに比べて幾分短縮する
ことによシ、磁極８の外側面と二次鉄２の外側面との間
に左右均等に寸法差ｔを形成した点が異なっておシ、こ
れによシ一対の二次鉄２の外側面部分の磁束密度を高め
て水平方向の復元力ならびに浮上体の水平方向の往復運
動似下揺れとよぶ）に対するダンピング力を高めること
ができる。また、第１３図において、浮上体４の水平方
向のずれや揺れに対して、ずれを戻そうとする側の磁極
の励磁を増し、逆側の磁極の励磁を減らすよう制御すれ
ば、左右の磁極全体の吸引浮上刃を変えずに水平方向の
復元力あるいはダンピング力を一層高めることができる
。すなわ叡対称位置にある一対の磁極の励磁を不均等制
御することによシ、吸引浮上刃を一定に保ちつつ水平方
向の復元力あるいはダンピング力を制御することができ
る。

しかしながら、不均等制御を行った場合、励磁を強くし
た磁極側の吸引浮上刃が強くなるために浮上体４が傾き
、空隙が縮まった磁極の方へ浮上体４を動かす力が発生
し、ますます空隙が小さくなるという不安定性を生ずる
ため、安定した非接触支持ができないという欠点を生ず
る。

第１４図はさらに改良された従来の搬送装置の電磁石の
配置図で、台車を下側から見た状態を示すものである０
図において、電磁石２は４個を一組とする電磁石組１１
，１２．１３からなっておシ、各電磁石組１１，１２．
１３それぞれの４個の電磁石は２個づつが対称に位置す
るよう９０度異なる方向に２対の電磁石を配置する点対
称形に配置されている。なお図中点線で示す二次鉄２は
電磁石それぞれに対向して第１６図に示したように各電
磁石組の中央側に幾分偏って配設される。

このように構成された装置において、合計６対の電磁石
対それぞれの電磁石の一方を強く他方を弱く励磁するこ
とによシ浮上体の水平方向のずれあるいは揺れを制御す
れば、電磁石組１１，１２゜１ろの支持吸引力をそれぞ
れ一定に保つことができ、浮上体全体に働く吸引力の不
平衡による浮上体の傾きを電磁石組相互間で打ち消すこ
とができるので、第１３囚の従来装置の欠点を回避する
ことができる。しかしながら、第１４図の場合、使用す
る電磁石の数が多く、制御の複雑化、吸引装置の大形化
、を力損失の増大等の不利益をともなうため、その改善
が求められている。

〔発明の目的〕

この発明は前述の状況に鑑みてなされたもので、水平方
向のずれに対する復元力および水平方向の揺れに対する
ダンピング力を任意に設定でき、小形かつ低損失な磁気
吸引浮上搬送装装置を提供す−ること金目的とする。

〔発明の要点〕

この発明は、十字状の継鉄部の中央部に中心磁極を、継
鉄部の四つの端部に中心磁極とは逆極性の周辺磁極を、
それぞれ設けた五徳一体構造の吸引形電磁石と、この吸
引形電磁石と対向するよう前記継鉄部と幅が等しく長さ
が短かい十字状に形成された二次鉄とを、移動台車側に
は電磁石を、浮上体側には二次鉄を、それぞれ３個以上
設け、必要に応じて互いに対称位置にある一対の周辺磁
極の一方側を強く他方側を弱く対にして制御するよう構
成することによシ、支持吸引力に変動を生ずることなく
、任意に水平方向の復元力およびダンピング力を制御で
きるようにするとともに、電磁石を五徳一体構造とする
ことにより、磁気吸引装置を簡素化ならびに低損失化す
るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図から第３図はこの発明の実施例を示す吸引浮上装
置の構造図で、第１図は吸引形電磁石の下面側から一見
た平面図、第２図は二次鉄の平面図、第６図は吸引浮上
装置の側断面図である。図において、移動台車側に下向
きに取付けられる吸引形電磁石２０は、十字状に形成さ
れた継鉄部２１の中央部に下面側に凸に形成された中心
磁極２２と、継鉄部２１の西方の端部に設けられた周辺
磁極２３．２４，２５．２（Ｓと、各磁極の励磁コイル
１２２〜１２６とで構成されており、吸引形電磁石２０
と対向するよう浮上体の上面に取付けられる二次鉄２９
は、十字状の板状体として形成され、その幅ＷはｈＬ鉄
部２１の幅Ｗと等しく、その長さＬｌは継鉄部２１の長
さＬｌよシ短かく形成され。

したがって対称位置にある一対の周辺磁極たとえば２５
．２６の端部に対して二次鉄がｔだけ凹んだ状態になる
よう形成されている。また周辺磁極２６〜２６と中心磁
極２２とは互いに逆極性になるようコイル１２２〜１２
６に流れる電流の方向が決められるとともに、互いに対
称位置におる周辺磁極２６と２４あるいは２５と２６を
それぞれ一対として、そのうちの一方を強く他方を弱く
励磁するよう不均等制御する。また中心磁極２２は周辺
磁極の励磁のほぼ平均値になるよう制御する。

上述のように構成された搬送装置においては、周辺磁極
と二次鉄の外側面との間に寸法差ｔを設けたことによシ
、浮上体を吸引浮上させるに必要な励磁電流によって大
きな水平方向の復元力が得られる。また、対称位置にあ
る一対の周辺磁極を不均等制御することによシ、水平方
向のずれおよび揺れに対する復元力およびダンピング力
を能動的に発生制御することが可能となる。その際、各
磁極の鉄心を一体構造としたので、対称位置にある周辺
磁極を対にして同じ量だけ増減させれば、中心極の磁界
は不変となシ支持力は変化しない。

したがって、支持力の変動なく復元力、ダンピング力を
発生制御することができる。なお磁極の幅Ｗを等しくし
たことによシ、二次鉄の位置のずれに対して周辺磁極の
幅方向の側面に作用する復元力を有効に利用することが
できる。また周辺磁極と二次鉄の長さ方向の寸法Ｈｔは
水平方向の復元力およびダンピング力の大小に対応して
決められるが、寸法差ｔが磁極と二次鉄との間の吸引間
隙２８の寸法以内であれば、浮上吸引力（支持力）の低
下をごく僅かに抑さえることができる。

第４図および第５図はこの発明の異なる実施例を示す吸
引浮上装置の構造図で、第４図は側断面図、第５図は二
次鉄部分の平面図である。この実施例の場合、幅Ｗが磁
極の幅と等しく長さがｔだけ短かい十字状に形成された
二次鉄３ｏは、中心磁極２２に対向する部分および周辺
磁極２３〜２６に対向する部分にハツチを飾して示すよ
うにそれぞれ磁極側に凸な突出部３２，３３，３４，３
５．３６が設けられている。このように構成することに
よシニ次鉄６０の側面側の磁束が増すので、磁極と二次
鉄との間に水平方向のずれが生じた場合、側面側の磁束
が増した分だけ復元力を高めることができるとともに、
二次鉄６０の重量増加を抑さえることができる。

第６図から第８図はこの発明における移動台車への電磁
石の配置図である。なお、浮上体側への二次鉄の配置は
電磁石の配置と対応しているので省略した。第６図の場
合、移動台単３の四隅に二極一体構造の吸引形見磁石２
０がそれぞれ設けられておシ、浮上体の上面に均等な吸
引浮上刃を与えるとともに、水平方向の位置ずれ、水平
方向の振動９回転モーメント等に対してすぐれた復元力
とダンピング性能とを発揮することができる。また第７
図および第８図は二極一体構造の吸引形見磁石２０と、
従来の二極形電磁石１とを組合せ配置したもので、それ
ぞれのＸ＝石の対称配ｆ、Ｑされた一対の磁極のコイル
に流れる電流を不均等制御することにより、第６図につ
いての説明と同様な吸引浮上刃ならびに復元力、ダンピ
ング性能を得ようとするものである。このような配置の
いずれを選ぶかは、浮上体と移動台車との間に作用する
吸引浮上刃、水平方向力等を勘案して決めることができ
る。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、吸引浮上装置を三極一体ｑ造
の吸引形見磁石とこれに対応する十字状の二次鉄とで構
成し、かつ相互の幅を等しく長さが二次鉄側で短かくな
るよう形成するとともに、対称位置にある一対の磁極の
一方を強く他方を弱く制御するよう構成した。その結果
、長さ方向の寸法差をあらかじめ調整することによシ水
平方向の位置ずれの復元力を任意に強化できるとともに
、対称位置にある一対の磁極を相互に不均等制御するこ
とによシ吸引浮上刃に変化を及ぼすことなく水平方向の
撮動に対するダンピング特性を強化または制御できる機
能を備えた吸引浮上搬送装置を提供することができ、し
たがって水平方向の位置ずれや振動に対する従来の技術
的問題点を排除できる。また二次鉄の幅と磁極の幅を一
致させることにより、両者の幅方向の側面に作用する復
元力を活用することができ、かつ上述の電磁石と二次鉄
の組を複数組設けることによシ、吸引浮上刃の変動をと
もなわずに水平方向の変位に対して復元力、ダンピング
力を作用させることができる。さらに電磁石の中心磁極
と周辺磁極とを十字状の継鉄部によシ一体構造としたこ
とによシ、４個の二極形電磁石組を用いる従来の改良さ
れた電磁石に比べて電磁石およびそのコイル部分を簡素
化、軽量化することができ、したがって電力積大を低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す吸引形電磁石部分の下
側平面図、第２図は上記実施例における二次鉄部分の平
面図、第３図は上記実施例における吸引浮上装置の側断
面図、第４図および第５図は異なる実施例を示す吸引浮
上装置の側断面図および二次鉄部分の平面図、第６図か
ら第８図は移動台車の下面側から見た吸引形見磁石の配
置口、第９図および第１０図は従来の吸引浮上搬送装置
の側面図および正面図、第１１図および第１２図は従来
の吸引浮上装置の側断面図、第１５図は改良された従来
の吸引浮上装置の正面図、第１４図はさらに改良された
従来の吸引形電磁石暢列す官軍への配置図である。 １・・・二極形電磁石、２０・・・五極一体構造の吸引
形′電磁石、２．２９．３０・・・二次鉄、６・・・移
動台車、４・・・浮上体、５・・・軌道、６・・・車輪
、７・・・コイル、８・・・磁極、２１・・・継鉄部、
２２・・・中心磁極、２３〜２６・・・周辺ａ物、１２
２〜１２６・・・コイル、２８・・・ギャップ、３２〜
３６・・・突出部、Ｌｌ・・・継鉄部の長さ、Ｌｌ・・
・二次鉄の長さ、Ｗ・・・磁極および二次鉄の幅、ｔ・
・・長さ方向の寸法差。 第１図　　　　　第２図 第３図 第４図　　　　　第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）軌道に吊架された移動台車側に磁極面が下向きに配
   設された吸引形電磁石とその磁極面と対向するよう浮上
   体の上面側に配設された二次鉄との間に作用する吸引力
   により浮上体が移動台車に非接触で吊下げられて搬送さ
   れるものであって、十字状の継鉄部、この継鉄部の十字
   状の交点に設けられた中心磁極、および十字状の四箇所
   の端部に設けられ中心磁極とは逆極性の四個の周辺磁極
   よりなる五極一体の吸引形電磁石、前記継鉄部と幅が等
   しく長さが短かい十字状に形成された二次鉄とを備えた
   ことを特徴とする磁気吸引浮上搬送装は。 ２）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、二次鉄
   が中心磁性および周辺磁極と対向する部分において磁極
   面側に凸に形成されたことを特徴とする磁気吸引浮上搬
   送装置。