JPS62189901A - 吸引式磁気浮上案内装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、吸引式磁気浮−１−走行システムの磁気浮
上案内装置Ｑこ関する。

〔従来の技術〕

吸引式磁気浮−Ｌ方式の鉄道や物品搬送装置等において
、浮上と同時（二案内制御も行う場合Ｏこ従来採られて
いる方法の例を第３図に示す。図の１は鉄等の強磁性体
から成るレール、２は浮上用電磁石、２ａはそのコイル
、３はレール１と電磁石２との間の距離（ギャップ）を
検出する浮上用ギャップセンザ、４は浮上用制御回路、
５は電力増幅器であり、これ等を必須の要素とする浮上
系は、ギャップセンサ３からのフィードバック信号を制
御回路４で処理し、さらに、増幅器５で増幅して電磁石
２のコイル２ａに流す電流を制御し、レール１と電磁石
２との間のギャップを一定Ｑこ保つ。

この浮」１系では、電力消費を少なくする１こめ、電磁
石２の磁極面に永久磁石６を取付け、荷重負担の一部又
は大部分を永久磁石６の吸引力に依存生し得ないので、
レールの一側部に浮上系と同一構造の、即ち、コイル７
ａを巻いた電磁石７、レールの側面に対向するギャップ
センサ８、そのフィードバック信号を処理する制御回路
９、処理信号の増幅器１０をこまって構成される案内制
御系を設け、電磁石７の吸引力で案内制御を行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の如き制御を行う従来法では、浮上用電磁石２が吸
引力しか発生しない１こめ、安定し１こ制御領域が狭く
なり、かつ、制御応答性も悪くなることを避けられない
。例えば、永久磁石６によるギャップ磁場（ギャップ部
の磁束密度）をＢ１電磁石２によるギャップ磁場を±ｂ
（士は電流の方向を表わす）とすると、吸引力Ｆはギャ
ップ磁場の２乗に比例するから、 Ｆ−（Ｂ±ｂ）　≧０ で示され、この式から判るように、反発力を全く生じな
い１こめ、」二連の問題が生じる。

ま１こ、案内系も、同じ理由番こより電磁石７が吸引力
しか発生しない１こめ、案内機能を得る１こめＯこは、
レールを２条設ける等して浮」二走行体の左右に案内装
置を相反する向き番こ設置する必要がある。

この発明は、か＼る問題点の解決策として提案され１こ
吸引式磁気浮」−案内装置である。

〔問題点を解決するｆこめの手段〕

この発明の装置は、ギャップセンサのフィードバック信
号で浮上及び案内制御を行う装置において、第１図に示
すように、両端の脚部？Ｔａが被吸引部となる断面Ｈ形
のレール１１を採用し、その上下Ｑこ、吸引力を発生す
る磁極面１２ｂ、１３ｂがレール側に突出Ｌ１かつ鉄芯
Ｑこ巻いたコイル１２ａ、１３ａが互いに直列又は並列
に結線されて電流流れ方向の切換え可能な電源に接続さ
れ１こ浮上用電磁石１２．１３を対向配置し、ま１こ、
各ｆｆｉ磁石１２．１３はレール１１の一側部において
継鉄１４により機械的及び磁気的に結合し１　さらＯこ
、継鉄１４の中央部には案内用電磁石の構成コイル１５
を独立して巻回し、なおかつ、レール脚部１１ａの間隔
Ｗと電磁石１２．１３の磁極面間間隔Ｗ１とを異なる値
に設定したことに特徴づけられる。

なお、ギャップセンサ、制御回路、増幅器は、浮上系、
案内系とも第３図と変わりがないので、同一符号を付し
て説明を省略する。

〔作用〕

今、第２図のように、電磁石１２．１３がレール１１に
対して横ずれしていない状態、即ち、電磁石１２．１３
の中心がレール中心軸Ｃ上にある状態下では、永久磁石
６を含めたそれ等の磁石が、磁束Ｑ、、Ｑ、で示される
向きに励磁されているが、このときにはコイル１５には
通電しないので、継鉄１４は励磁されていない。

この場合、永久磁石６によるギャップＣＩ％Ｇ＋’中の
磁場をＢＸｊイル１２ａを励磁することによって同一ギ
ャップ中に新しく発生する磁場をｂｌ、コイル１３ａを
励磁することによるギャップＧ２、Ｇ２　’　　中の磁
場をｂ２とすると、レール１１と電磁石１２．１３との
間に働く吸引力Ｆは、下の式１式％ ここで、（１）式の簡単化のために、ｌｂ＋　１＝ｌｂ
ｚ　Ｉと置くと、Ｆ−Ｂ　　±２Ｂｂ、　　　　　・・
・（２）従って、浮上系においては、コイル１２ａ、１
３ａに印加する電流の大きさと極性（方向）とをコント
ロールすること番こより上向きの力のみならず、下向き
の力も発生させることができ、上向きの浮上刃しか発生
できず、下向きの力は重力昏こ頼る従来の制御方式に比
べて安定した制御領域が広がり、制御応答性も向上する
。

次に、第３図に基いて、案内制御の原理を説明する。こ
の図は、電磁石がレール１１昏二対して右に横ずれした
状態を示している。この横ずれは、ギャップセンサ８に
よって検出され、ここからのフィードバック信号が制御
回路９、増幅回路１０を経由することにより案内用電磁
石のコイル１５に電流が流れ、そ１１．によって励磁さ
、ｔｔ、１こ継鉄１４Ｑこ第２図をこ示す向きの磁束Ｑ
３が発生する。そして、この磁束Ｑ３が既Ｑこ存在する
磁束Ｑ、、Ｑ２Ｇ二対し加算又は減算される結果、ギャ
ップＧ１、Ｇ、の磁場は強くなり、Ｇ１′、０２′の磁
場は逆に弱くなる。

ここで、この発明Ｑこよれば、レール脚部１１ａの間隔
Ｗと電磁石Ｔ２．１３の磁極面間間隔Ｗ、が異なってい
るので、各ギャップ磁場※こは、浮上刃のはかＱこ電磁
石を横ずれさせようとする力も働く。この力は、電磁石
とレールが正常な第１図の関係（・こある場合、相反す
る向きとなっているギャップＧ、Ｇ２部の力とＧ、／、
Ｇ２’　　部の力が互いに打ち消し合って完全に相殺さ
れて［、まうが、先に述べ、ｆコようＱこ、双方の磁場
に差が生じれば、打ち勝つ１こ側の力が横ずわの方向を
決定する。第２図の場合、ギャップＧ１、Ｇ２中の磁場
の方向からこの力が横ずれを是正する方向に働き、その
１こめに、レール１１と電磁石の相対的位置関係は第１
図の状態Ｑこ戻る。

電磁石が左Ｇこずれｆこ場合にも、コイル１５をＧ３の
磁束が第２図と逆の向きＯ二なるように励磁方向をコン
トロールすることＱこより、−にと全く同じ原理に基い
て、横ずれが是正される。

なお、添付図には、レールの脚部間間隔と、電磁石の磁
極面間間隔がＷ＞Ｗ、の関係をなすものを示し１こが、
Ｗ＜Ｗ＋のときにも同様の作用が生まわる。ま１こ、永
久磁石６は必要に応じて設けるが、これを省略しても同
様の制御が可能である。

〔効果〕

以上述べｆこように、この発明Ｏこよれば、断面Ｈ形し
−ルの上下に、レールの一側部側で継鉄により機械的、
磁気的に結合し１こ浮−１一用電磁石を対向配置し、か
つ、継鉄Ｏこは案内用のコイルを巻回し、さらに、レー
ル両端の脚部間間隔と浮上用電磁石の磁極面間間隔とを
異なる値に定め１こので、浮上系においては、上下両方
向の力を発生させることができ、制御領域が広がると共
Ｑこ応答性も高められる。

ま１こ、案内系においては、継鉄をこ巻いたコイルへの
印加電流の向き、大きさをコントロールすることで、１
つの案内用電磁石により左右両方向の案内力を発生させ
ることができ、制御系の簡素化、低コスト化を実現でき
る。

このほか、下部の浮−１一用電磁石の磁極面Ｑこ永久磁
石を取付け１こものは、浮」−力の少なくとも一部を永
久磁石の吸引力に依存することが可能であるので、消費
電力が少なくて済むと云つ１こ効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の装置の基本構造を示す線図、第２
図は、その案内力発生の原理図、第３図は従来の浮上案
内装置を示す線図である。 ３　浮上用ギャップセンサー、４・・・浮上用制御回路
、５・電力増幅器、６・・・永久磁石、８・・案内用ギ
ャップセンサ、９・・案内用制御回路、１０・・・電力
増幅器、１１・・・レール、１１ａ・脚部、］２．１３
　浮−Ｌ用型磁石、１２ａ、１３ａ−＝＋イル、１２ｂ
、１３ｂ・・磁極面、１４　継鉄、１５　案内用電磁石
のコイル、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）浮上系及び案内系の双方において、強磁性体のレ
   ールと電磁石との間の距離をギャップセンサで検出Ｌ、
   そのフィードバック信号により浮上及び案内制御を行う
   吸引式磁気浮上案内装置において、上記レールに両端の
   脚部が被吸引部となる断面Ｈ形のレールを採用し、その
   上下に、吸引力を発生する磁極向がレール側に突出し、
   かつ鉄芯に巻いたコイルが互いに直列又は並列結線され
   て電流流れ方向の切換え可能な電源に接続された浮上用
   電磁石を対向配置し、この上下の浮上用電磁石はレール
   の一側部において継鉄により機械的及び磁気的に結合し
   、さらに、継鉄には案内用電磁石のコイルを独立して巻
   回し、かつ、上記レールの脚部間間隔と浮上用電磁石の
   磁極面間間隔とを異なる値に設定したことを特徴とする
   吸引式磁気浮上案内装置。
2. （２）上記レールの下方に位置した浮上用電磁石の磁極
   面に永久磁石を取付けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載の吸引式磁気浮上案内装置。