JPS63262006A - 磁気浮上搬送装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、移動子ストロークが磁気浮上電磁石の配置ス
ペースより大きい磁気浮上搬送装置に関する。

〔従来の技術〕

従来例としての磁気浮上搬送装置では、磁気浮上用電磁
石の配置間隔内に磁気浮上された移動子の動作範囲を表
わすストロークが、はいっている。

その配置間隔より長いストロークのものは見当たらない
。

すなわち、本発明は全く新規な技術手段を開発しており
、先行する技術としては移動子ストロークの小さい磁気
浮」−リニアモータに過ぎない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

いま、本発明が考究しようとする技術手段を、第４図に
表わす側断面図により説明する。

フレーム１３に移動子１がその長手方向に左右に移動で
きる穴を挿通し、その穴の出φλ口に第１の浮上用電磁
石２と第２の浮上用電磁石３を設け、これら電磁石２，
３とある空隙を保って移動子は浮上し支持され、リニア
モータ４による推力で移動子１は移動する。

しかして、電磁石２．３は永久磁石であってもよいが、
移動子１の移動するストロークが電磁石２．３の配置間
隔より長くとっている。

ところで、磁気浮上用電磁石あるいは永久磁石の配置間
隔よりも移動子のストロークを長くするための問題点は
以下の通りである。

（ａ）　　モーメント荷重（第４図ではＭｌであり、移
動子１が左側に進むとその方向は逆Ｍ２となる）に対処
するためには、浮上磁石だけではなりたたない。

（ｂ）　モーメント荷重のバランスを取るために、浮上
用とは別に移動子バランス用電磁石６および７を設けて
も、その電磁石は大きなパワーを必要とし、かつ移動子
１のオーバーハング（Ｏｖｅｒｈａｎｇ）状態でサーボ
ロック（ｓｅｒｖｏ　１ｏｃｋ）時間が長くなると、発
熱は極めて大である。電磁石は小形に、発熱は小さくし
たい。

ここにおいて本発明は、これらの難点を克服し、移動子
に載置したワークを無接触で搬送できる磁気浮上搬送装
置を提供することを、その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、リニアモーションをする移動子１に対して一
方（、ト方）に移動子を磁気浮上させるための電磁石２
，３をまた移動子１を介してその反対側に移動子の重心
位置変化によるモーメント荷重に対処するためのバラン
ス電磁石６．７を設け、さらに移動子の一端に第１の永
久磁石を取り付け、移動子１の通過する固定側に、移動
子が浮上用電磁石に対して伸びたところで反発・縮んだ
ところで吸引の力が働くように第２と第３の永久磁石を
設けるとともに、第２と第３の永久磁石の反発・吸引の
力が急に加わらないように、第２と第３の永久磁石を傾
斜を設けたベースにより第１と第２・第３の永久磁石間
の空隙に突化を持たせることによりこれら永久磁石間の
力が急激に起こらないようにし、リニアモータ４により
移動子１を駆動する 磁気浮上搬送装置である。

〔作　用〕

本発明は、上記の通りの技術手段を講じているから磁気
浮上用電磁石配置間隔に対し、移動子のストロークが長
く、かつオーバーハング状態になる動作を行う。

■　移動子端に取り付けた永久磁石１１位置が浮上用電
磁石２，３に対し、伸びた状態では、つぎのとおり。

移動子端に取り付けた第１の永久磁石１１と、固定ベー
ス８に設けた第２．第３の永久磁石９゜１０とが反発し
、モーメントＭ１　（時計式）方向とは反対の力が作用
するので、移動子を浮上させる力（ｆｌ　・ｆ２）、特
に系のほぼ支点となるｆｌはこれら第１ないし第３の永
久磁石１１，９゜１０がない場合に比へ、かなり小さく
てすむ。またバランス用の力（ｆ４）も小さくてすむ。

■　移動子１が可動して、重心Ｇが浮上用電磁石２，３
間隔の間にある状態では、次のとおりである。

移動子１の動きに対して、第１ないし第３の永久磁石１
１と９．１０間の空隙は、だんだん広くなり反発力は弱
くなるが、モーメント力はあまり大きく作用しない。

浮上用電磁石２，３、バランス用電磁石６，７の近くに
設けたギャップセンサからギャップを検出し、コントロ
ーラにフィードバックさせてそれぞれの電磁石の起磁力
を調整することにより、磁気浮上を達成する。

この場合極端なモーメントはかからないので、電磁石に
大きな熱が生じることはない。

移動子１の重心Ｇ位置がｌ９上用電磁石２，３間隔の中
心位置を過ぎると逆方向のモーメントか働いてくるが、
移動子１端の第１の永久磁石１１と固定側の第２．第３
永久磁石９．］０間に吸引力が働く。

この吸引力は空隙がだんだん小さくなっていくので、移
動子１の動きにつれて強くなる。これによりモーメント
荷重が増えるにしたがい、モーメント方向とは逆の方向
に引っばる力か増えていく。

これにより、浮上用電磁石２，３、バランス用電磁石６
．７のパワーを急激に変える必要なくなり、移動子１振
動も最小限におさえることができる。

■　移動子］の端部に取り付けた第１の永久磁石１１位
置が浮」−用電磁石２，３に対し、近付いた状態では、
下記のようになる。移動子］端に取り付けた第１の永久
磁石１］と、固定側に設けた第２．第３の永久磁石９．
］０とが吸引しあい、モーメントＭ２　（反時計式）方
向とは反対の力が作用するので、移動子１を浮上させる
力（ｆｌ　・ｆ　）特に系のほぼ支点となるｆ２は永久
磁石がない場合に比べ、かなり小さくてすむ。またバラ
ンス用の力（ｆ３）も小さくてすむ。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例における構成を表わす側断
面図である。

移動子１は磁気浮−Ｌ用電磁石２，３の吸引力により浮
上し、リニアモータ４の推力で水平移動することができ
る。

このとき、リニアモータ４の吸引力より、浮上用電磁石
２，３の吸引力は充分強いものとする。

また浮上用電磁石２，３にはそれぞれギャップセンサが
取り付けられ、空隙５を測定し、コントロール側にフィ
ードバックして浮上用電磁石２，３の吸引力を調整して
空隙５を一定に保つようになっている。

バランス用電磁石６，７は移動子１を重力方伺に吸引す
る力を有している。これらはｌｌ上用電磁石２．３に取
り付けられたギャップセンサの検出値がフィードバック
され、移動子１を下向きに引張る働きをする。

固定ベース８は移動子１のストローク下に設けられ、ス
トロークの中央が谷となるような傾斜が付けである。

その傾斜部には、モーメント用で固定された第２、第３
の永久磁石９．１０が接着しである。第２と第３の永久
磁石つと１０とでは極が反対になるようにしてあり、移
動子１の端部に取り付けたモーメント用で移動する第１
の永久磁石１１に対して固定された第２の永久磁石９は
反発し、固定された第３の永久磁石１０は吸引になるよ
うに配置しである。

第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

浮上用電磁石３．バランス用電磁石７の中間にある移動
子１の横振れを防止するために、横振れ防止用電磁石１
つ　・１３Ａか設けである。

′″Ａ これは、電磁石２，６の位置でも同様に１２Ｂ・１３Ｂ
が設けである。

またこれら電磁石の中で１２Ａ、１２Ｂはギャップセン
サを有し、そのギャップセンサの検出値をフィードバッ
クして横方向の振れに対し、電磁石１２　と１３　　ま
た１２Ｂと１３ＢのそれぞＡＡ　　ゝ れの吸引力を調整し、空隙を一定に保とうとする。

以上の構成で、磁気浮上した移動子１はリニアモータ４
の推力によりストローク内を移動するが、移動子１の重
心Ｇ位置によりモーメントが働く。

特に浮上用電磁石２，３間より外側に重心がある場合は
モーメント荷重は大きくなり、浮上用電磁石２，３とバ
ランス用電磁石６，７は、移動子１を水平に保つために
は電流を大幅に上げなくてはならない。

例えば、移動子１が第１図の状態から第３図（移動子に
かかるモーメントの説明図）の状態に移動すると、モー
メントＭｌが働（。

このモーメントＭ１は移動子１が第１図の右側に移動に
したがいだんだん大きくなっていく。

浮上用電磁石２．３に設けたそれぞれのギャップセンサ
は移動子１と浮上用電磁石２．３との空隙５を検出して
、コントローラにフィードバックして、空隙が広ければ
吸引力を増すように、空隙が狭ければ吸引力を弱めるよ
うに制御される。

さらに、第４図は第３図の状態から永久磁石を除いた図
でもある。

この場合、モーメントＭ１および移動子１の重量に打ち
勝って、移動子１を磁気浮上させるためには、浮上用電
磁石２がほぼ支点となるので、その吸引力でモーメント
Ｍ１による力と移動子重量を支え、バランス用電磁石７
の吸引力でモーメントＭ１に対し、反対方向の力を与え
なければならない。

この場合、これら２つの電磁石２，７には、バランス状
態に比べ、さらには他の２つの電磁石３゜６に比べ相当
大きな電流を流さなくてはならない。

第３図のようになれば、移動子１が右に移動するにつれ
て、移動子１の端部の第１の永久磁石１１と固定側の第
２の永久磁石９との反発力ｆ５がだんだん強くなるので
、浮上用電磁石２．バランス用電磁石７の吸引力も大幅
に変えなくてすむ。

反発力ｆ５が働けば、移動子１は横方向に逃げようとす
るが、横方向の調整は、横振れ防止用電磁石１２Ａ、１
２Ｂ、１３Ａ、１３Ｂによって行なわれる。

第４図の状態では、特にサーボロック状態が最もきびし
く、電磁石２，７の発熱がはげしくなる。

また、移動子１が第１図の状態から左に移動すれば、第
１．第２の永久磁石１１．１０間にだんだん吸引力が働
き、その場合のモーメント変化に対応する。

本発明の他の実施例として次にの手段がある。

さきの一実施例では、第１ないし第３の永久磁石１１，
９．１０を移動子１端および固定ベース８に設けたが、
移動子１に電磁コイルと電源（例えばバッテリー）を持
たせ、固定ベースに設けた電磁石と、反発・吸引作用を
行っても同じである。

さらに、本発明の別の実施例が下記のように構成される
。

これまでの実施例では、移動子１の片側端に第１ないし
第３の永久磁石１１，９．１０を設けたが、全く同一な
手段を移動子１の両端に設けても同じである。

しかして第５図、第６図、第７図は本発明の第３、第４
．第５の実施例の側断面図である。

第３の実施例は、第１の永久磁石１１を移動子１の上方
の端部に固着し、第２および第３の永久磁石９．１０を
第１の永久磁石１１に対向させかつ両者で谷部を形成す
るようにして移動子１の上部の固定ベース８に配設させ
る。

第４の実施例は、第１の永久磁石１１を移動子１の上方
および下方の端部の両方に固若し、第２および第３の永
久磁石９，１０を上部あるいは下部の固定ベース８に分
割して配設させており、作用効果はさきの一実施例と同
じである。

第５の実施例は、第２および第３の永久磁石９゜１０に
ついて、移動子１の移動方向にその厚みを変化させ、第
２および第３の永久磁石９，１０の表面磁界の強さが、
より一層谷部は弱く、両端が強くなる効果をもたらすよ
うにした手段である。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、 ｌｆ上用電磁石・バランス用電磁石が大きくならない、 発熱を押えることかできる、 電磁石の電流変化か少なく制御しやすくなる、などの格
段の効果を奏し、ストロークの長い搬送手段における移
動子の一方端にワークを載置して作業装置へ挿入する無
接触でごみを出すことなく行なう画期的な装置が実現さ
れつる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ−Ｂ−Ｂ断面図、第３図、第４図は動作説明図
、第５図ないし第７図は本発明の第３ないし第５の実施
例の側断面図である。 １・・・移動子 ２．３・・・第１．第２の浮上用電磁石４・・・リニア
モータ ５・・・空隙 ６．７・・・第１．第２のバランス用電磁石８・・・固
定ベース ９．１０・・・第２．第３の永久磁石（固定）１１・・
・第１の永久磁石（移動） １２　・１２Ｂ、１３Ａ・１３Ｂ・・・第１．第２の横
振れ防止用電磁石 １３・・・フレーム。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ７兜２のバランス用電布呟石 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２個以上の浮上用電磁石をそなえ、それらの両端の
   浮上用電磁石の配置間隔よりストロークの長い移動子を
   設けた磁気浮上搬送装置において、 移動子の一方端にワークを保持する手段を持ち、移動子
   の他方端に第１の永久磁石を固着し、その第１の永久磁
   石の移動範囲の下方あるいは上方もしくは下方および上
   方の固定ベースに第１の永久磁石に対向して移動子の浮
   上中のバランス位置で谷部となるような傾斜を設けて谷
   部を境に移動子の永久磁石に対し、移動子のモーメント
   により落ちてくる側に反発になるように、またひき上げ
   られる側に吸引になるように第２および第３の永久磁石
   を取りつけ、 浮上用電磁石と移動子を介して反対側にバランス用電磁
   石を設け、 移動子に推力を与えるリニアモータを具備することを特
   徴とする磁気浮上搬送装置。 ２、移動子と浮上用電磁石間の空隙を計測するギャップ
   センサを設け、検出された空隙に対応して浮上用電磁石
   による浮上方向吸引力ならびにバランス用電磁石による
   重力方向吸引力を調整する手段を備える 特許請求の範囲第１項記載の磁気浮上搬送装置。 ３、直線往復運動をする移動子の運動路の両側に横振れ
   防止電磁石を有する 特許請求の範囲第１項記載の磁気浮上搬送装置。 ４、移動子の一方端ならびに他方端の両方にそれぞれ第
   １の永久磁石を固着し、それらに対抗して移動範囲の下
   方の固定ベースにおのおの第２および第３の永久磁石を
   設けた 特許請求の範囲第１項記載の磁気浮上搬送装置。 ５、第１ないし第３の永久磁石のかわりに、移動子に第
   １の励磁巻線とバッテリなどの電源を載せ、電源により
   第１の励磁巻線に磁界を発生させ、固定側に設けた第２
   および第３の励磁巻線への通電をコントロールすること
   により、移動子の端部の吸引・反発およびその力を調整
   することによって移動子をバランスさせる 特許請求の範囲第１項記載の磁気浮上搬送装置。