JP2005086847A - High speed transfer device - Google Patents
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Abstract
【課題】 高速飛翔体の性能評価装置などに利用する搬送装置において、振動、騒音、接触抵抗などの問題が発生するのを抑制する。
【解決手段】 移動体2が低速の領域では交流電磁石11による磁気反発力により、またそれ以上の速度で走行する領域では直流電磁石13による磁気反発力により支持体から浮上させて、移動体2が支持体と非接触状態を保つようにし、それ以上の速度では空力学的力により移動体を空中に保持して、振動等の問題を回避する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress occurrence of problems such as vibration, noise, contact resistance, etc. in a transfer device used for a performance evaluation device for a high-speed flying object.
SOLUTION: A moving body 2 is levitated from a support body by a magnetic repulsive force by an AC electromagnet 11 in a low speed region and by a magnetic repulsive force by a DC electromagnet 13 in a region traveling at a higher speed. In a non-contact state with the support, the moving body is held in the air by an aerodynamic force at a higher speed to avoid problems such as vibration.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、スレッド試験装置など飛翔体およびその構成部品の試験評価装置に使用する高速搬送装置に関する。 The present invention relates to a high-speed transfer device used for a test evaluation device for a flying object such as a thread test device and its components.
ロケットや飛行機など高速な飛翔体の高速性能や、これら飛翔体に使用する部品、部材などの高速飛行時における性能は、信頼性を考慮すると実際に高速搬送して評価することが必要となる。
従来、推進装置にロケットモータを使用し、ガイドレールで移動体を誘導して検査するスレッド試験装置が良く用いられるが、スレッド試験装置では移動体がガイドレールに接触するため、特に高速域において振動、騒音などが問題となり、またガイドレールとの摩擦抵抗によって移動体の速度が低下する問題がある。
さらに、ガイドレールと移動体が高速で接触するため、ガイドレールの保守に多くの費用と労力を必要とする。
The high-speed performance of high-speed flying objects such as rockets and airplanes, and the performance during high-speed flight of parts and members used for these flying objects need to be evaluated by actually carrying them at high speed.
Conventionally, a sled test device that uses a rocket motor for the propulsion device and guides and inspects the moving body with a guide rail is often used. However, in the sled test device, the moving body comes into contact with the guide rail. There are problems such as noise, and the speed of the moving body decreases due to frictional resistance with the guide rail.
Furthermore, since the guide rail and the moving body come into contact with each other at a high speed, the maintenance of the guide rail requires a lot of cost and labor.
接触に伴うこれらの不利益を除去するためには、移動体を支持体から浮上させて非接触状態で搬送させればよい。
特許文献1には、磁気浮上を利用した搬送装置が開示されている。本文献には、導電材料からなる浮上体の形状を工夫することにより、交流電磁石を用いた誘導反発方式の磁気浮上機構で安定に浮上支持できることが記載されている。
本文献に開示の発明は、コイルを共通の鉄心に巻回した2巻線電磁石を用い、各巻線が磁気浮上機構と浮上体の推進機構を1つの電磁石で兼用するように構成した低コストな交流磁気浮上搬送装置である。開示された磁気浮上搬送装置では、1個の電磁石を兼用するにも拘わらず浮上用単相交流と走行用三相交流電流は互いに干渉をしない。
しかし、本装置の移動方法は交流駆動のため、移動体をたとえば1マッハなどの高速で搬送することは困難である。
Patent Document 1 discloses a transport device using magnetic levitation. This document describes that a levitating support can be stably supported by an induction repulsive magnetic levitation mechanism using an AC electromagnet by devising the shape of a levitated body made of a conductive material.
The invention disclosed in this document uses a two-winding electromagnet in which a coil is wound around a common iron core, and each winding uses a single magnetic magnet for both a magnetic levitation mechanism and a levitation body propulsion mechanism. AC magnetic levitation transport device. In the disclosed magnetic levitation transport apparatus, the single-phase AC for levitation and the three-phase AC current for traveling do not interfere with each other even though the single electromagnet is also used.
However, since the moving method of this apparatus is AC driving, it is difficult to transport the moving body at a high speed such as 1 Mach.
本発明が解決しようとする課題は、高速飛翔体の性能評価装置などに利用する搬送装置において、移動体を支持構造体に非接触で搬送するようにして、振動、騒音、接触抵抗などの問題が発生するのを抑制することである。 The problem to be solved by the present invention is to solve problems such as vibration, noise, contact resistance, etc. in a transfer device used for a performance evaluation device of a high-speed flying object so that the moving object is transferred to the support structure in a non-contact manner. Is to suppress the occurrence of.
上記課題を解決するため、本発明の高速搬送装置は、移動体が低速の領域では磁気反発力により支持体から浮上させることを特徴とする。移動体の速度が上昇してある速度以上になるまでは、磁気反発力の働きで移動体は支持体と非接触状態を保つ。
それ以上の速度になれば、空力学的方法で移動体を空中に保持することができる。移動体は、試験対象物を搭載し、ロケットモータで推進されるものであってよい。移動体は、被試験物を含めて全体を円筒体に形成することができる。また、板状の浮揚部材にロケットモータと被試験物を搭載したものとしてもよい。
In order to solve the above-described problems, the high-speed transfer device of the present invention is characterized in that the moving body is levitated from the support body by a magnetic repulsive force in a low-speed region. Until the speed of the moving body increases to a certain speed or more, the moving body maintains a non-contact state with the support body by the action of the magnetic repulsive force.
If the speed becomes higher than that, the moving body can be held in the air by an aerodynamic method. The moving body may be one that carries a test object and is propelled by a rocket motor. The moving body including the DUT can be formed into a cylindrical body as a whole. Moreover, it is good also as what mounts a rocket motor and a to-be-tested object on the plate-shaped floating member.
磁気反発力により移動体を支持体に対して非接触に維持する領域のうち、移動体の移動速度が遅い低速領域では、交流電磁石を前記移動軌跡に沿って並べて交流駆動することにより前記移動体を空中に維持し、前記移動体の移動速度が速い高速領域では、直流電磁石あるいは永久磁石を前記軌道に沿って並べて前記移動体を空中に維持するようにしてもよい。 Among the regions where the moving body is kept in non-contact with the support by the magnetic repulsive force, in the low speed region where the moving speed of the moving body is slow, the alternating current magnets are arranged along the moving locus to drive the moving body. May be maintained in the air, and in a high-speed region where the moving speed of the moving body is high, a DC electromagnet or a permanent magnet may be arranged along the orbit to maintain the moving body in the air.
移動体の筐体をアルミニウムやジュラルミンや銅など非磁性導電体で形成して、移動方向に並んだ多数の交流電磁石に対峙させると、交流電磁石による磁束変化に比例して、筐体内に誘導電流が発生する。すると、誘導電流と電磁石の磁界の相互作用により反発力が発生して、移動体は電磁石から離れようとする。
移動体が支持体である電磁石から離れると、摩擦抵抗が極めて小さくなって、ロケットモータの推進力が有効に働き、移動体は所定の方向に運動を始め、移動体の最終速度はマッハ1程度あるいはそれ以上に達するようにすることができる。
If the casing of the moving body is made of a non-magnetic conductor such as aluminum, duralumin, or copper, and opposed to a large number of AC electromagnets arranged in the direction of movement, an induced current is generated in the casing in proportion to the change in magnetic flux generated by the AC electromagnet. Will occur. Then, a repulsive force is generated by the interaction between the induced current and the magnetic field of the electromagnet, and the moving body tends to move away from the electromagnet.
When the moving body moves away from the supporting electromagnet, the frictional resistance becomes extremely small and the propulsive force of the rocket motor works effectively. The moving body starts to move in a predetermined direction, and the final speed of the moving body is about 1 Mach. Or even more.
移動体と支持体の間に生ずる反発力は、誘導電流と磁界の積に比例するので、筐体を通る磁束の変化が激しければ強い反発力が発生することになる。移動体が静止しているときは、電磁石を励磁する電流の周波数に対応する反発力となるが、移動体が運動を始めると、運動により筐体の部分を横断する交流磁界の周波数が上昇するので筐体部分を通過する磁束数が増加することになり、反発力が増大する。 Since the repulsive force generated between the moving body and the support is proportional to the product of the induced current and the magnetic field, a strong repulsive force is generated if the change of the magnetic flux passing through the housing is severe. When the moving body is stationary, there is a repulsive force corresponding to the frequency of the current that excites the electromagnet, but when the moving body starts to move, the frequency of the alternating magnetic field that crosses the housing part increases due to the movement. As a result, the number of magnetic fluxes passing through the housing portion increases, and the repulsive force increases.
静止状態の移動体が始動する前に浮上させるためには、交流電磁石を用いる必要があるが、移動体がある程度高速で運動している状態では、磁界が時間的に変化しなくても、移動体が空間的に移動する間に体験する磁束密度の変化によっても、筐体内に誘導電流が発生し、反発力を生じる。
ある部分を横切る磁束の変化が反発力に対応するから、移動体の速度と電磁石励磁電流の周波数により反発力が変化する。そこで、算定したり計測したりして移動体の速度を知り、これに基づいて交流電磁石の励起電流の周波数を調整することにより、反発力を制御することができる。
An AC electromagnet must be used to levitate before the stationary moving body starts, but when the moving body is moving at a certain high speed, it can move even if the magnetic field does not change over time. An induced current is also generated in the housing due to a change in magnetic flux density experienced while the body moves spatially, resulting in a repulsive force.
Since the change of the magnetic flux across a certain part corresponds to the repulsive force, the repulsive force changes depending on the speed of the moving body and the frequency of the electromagnet excitation current. Thus, the repulsive force can be controlled by calculating or measuring the speed of the moving body and adjusting the frequency of the excitation current of the AC electromagnet based on this.
また、反発力は移動体が存在する場所でしか発生しないから、移動体が存在する場所の電磁石を励磁すれば足りる。そこで、移動体を検出器で検出して、移動体がいるところにある電磁石だけを励磁するようにしてもよい。このような切り替え機構を使用することにより無駄な電力消費を抑制することができる。検出器は飛行体の運動を妨げないものであることが好ましく、各種の非接触位置センサを用いることができる。
なお、直流電磁石の場合でも、電磁石を隣接する組に分けて、組内の電磁石について電気的に直列接続し励磁電流を直列供給するようにして、移動体が存在する位置の付近にある電磁石の組について電流供給することによって、電力の浪費を防止することができる。
Further, since the repulsive force is generated only in the place where the moving body exists, it is sufficient to excite the electromagnet in the place where the moving body exists. Therefore, the moving body may be detected by a detector, and only the electromagnet in the place where the moving body is present may be excited. By using such a switching mechanism, wasteful power consumption can be suppressed. It is preferable that the detector does not hinder the movement of the flying object, and various non-contact position sensors can be used.
Even in the case of a DC electromagnet, the electromagnets are divided into adjacent groups, and the electromagnets in the group are electrically connected in series so that the excitation current is supplied in series, so that the electromagnets in the vicinity of the position where the moving body is present. By supplying current to the set, waste of power can be prevented.
また、本発明は、所定の速度を超える領域では、直流電磁石を移動体の進行方向に、隣接した磁石で磁極が交替するように並べて、静止した磁界分布を形成し、そこを通過する移動体が磁束密度変化を経験するようにして、反発力を発生させるように構成することが好ましい。
高速移動する移動体に対しては、より単純な静的構成を用いて、飛翔する移動体に支持体に対する反発力を与えて非接触状態を維持しながら運動を継続するようにすることができる。
Further, in the present invention, in a region exceeding a predetermined speed, DC electromagnets are arranged in the traveling direction of the moving body so that the magnetic poles are alternated by adjacent magnets to form a stationary magnetic field distribution, and the moving body that passes therethrough Is preferably configured to generate a repulsive force so as to experience a change in magnetic flux density.
For a moving body that moves at high speed, a simpler static configuration can be used to apply a repulsive force against the support to the flying moving body so as to continue the movement while maintaining a non-contact state. .
本発明の移動体運搬装置では移動体が受ける摩擦力が著しく小さいため、運搬装置上のある位置における移動体の速度は条件が決まればかなり正確に算出ができるので、必要な反発力に対応する磁界強度を予め決めることができる。
直流電磁石を使うと、励磁電流を変化させることにより磁界強度の調整が可能で、運搬装置上の各位置で発生する反発力を制御することができる。
なお、位置と必要な磁界強度の関係を正確に把握しておけば、直流電磁石に代えて、永久磁石を使ってもよいことはいうまでもない。
In the moving body transporting apparatus of the present invention, since the frictional force applied to the moving body is extremely small, the speed of the moving body at a certain position on the transporting apparatus can be calculated fairly accurately if the conditions are determined, and therefore corresponds to the necessary repulsive force. The magnetic field strength can be determined in advance.
When a DC electromagnet is used, the magnetic field strength can be adjusted by changing the excitation current, and the repulsive force generated at each position on the transport device can be controlled.
Needless to say, a permanent magnet may be used in place of the DC electromagnet if the relationship between the position and the required magnetic field strength is accurately grasped.
本発明の移動体運搬装置では、電磁石や永久磁石の支持体列を移動体軌道の周囲に設けることができる。支持体を移動体の周囲に複数設置することにより、移動体がそれぞれの支持体から反発して、移動体を一定の断面位置に拘束された状態で運動させることになる。
支持体を下側にのみ設置する場合は、移動体が簡単に左右に偏倚し支持体から外れて、何物かに接触して運動を妨げられて試験ができなくなる事態に陥りやすい。本態様の移動体運搬装置では、移動体の周囲に設けた支持体により、軌道を外れる運動を阻止して、移動体を正確に終端位置まで運搬することができる。
In the moving body transport device of the present invention, a support body row of electromagnets or permanent magnets can be provided around the moving body track. By installing a plurality of support bodies around the mobile body, the mobile body repels from each support body, and the mobile body is moved in a state of being constrained at a certain cross-sectional position.
When the support is installed only on the lower side, the moving body easily deviates from side to side and easily comes off from the support, and it is easy to fall into a situation where it cannot be tested due to contact with something that prevents movement. In the moving body transport device of this aspect, the movement provided off the track can be prevented by the support provided around the moving body, and the moving body can be accurately transported to the end position.
たとえば円筒形の移動体ならば、支持体が作る円筒空間の内部に非接触で拘束された状態で移動するようになる。また、板状の浮揚部材にロケットモータと被試験物を搭載した移動体では、浮揚部材の周囲に磁石列を配することにより浮揚部材を一定の位置に非接触状態で拘束するので、移動体は安定した姿勢を維持しながら非接触で走行することができる。 For example, in the case of a cylindrical moving body, it moves in a state of being restrained in a non-contact manner inside a cylindrical space formed by the support. In addition, in a moving body in which a rocket motor and a DUT are mounted on a plate-like levitation member, the levitation member is restrained in a non-contact state at a certain position by arranging a magnet array around the levitation member. Can travel without contact while maintaining a stable posture.
また、交流電磁石を3相交流電流で励磁する装置では、電磁石の励磁電流の相を左右対称になるように振り分けることが好ましい。このような構造では、左右からの反発力が対称になるので、移動体を回転させる力が働かず、移動体が姿勢を変化させることなく終端位置まで搬送される。
なお、移動体を囲う電磁石列に3相交流電流を順次供給するような結線を施すことにより回転磁界が発生するようにして移動体を積極的に回転させることができる。移動体を高速回転させることにより、飛翔軌道を安定化することができる。
Further, in an apparatus that excites an alternating current electromagnet with a three-phase alternating current, it is preferable to distribute the phases of the exciting current of the electromagnet so as to be symmetrical. In such a structure, since the repulsive forces from the left and right are symmetrical, the force for rotating the moving body does not work, and the moving body is transported to the end position without changing the posture.
It is to be noted that the moving body can be positively rotated so that a rotating magnetic field is generated by performing connection so as to sequentially supply a three-phase alternating current to the electromagnet array surrounding the moving body. The flight trajectory can be stabilized by rotating the moving body at a high speed.
本発明の高速運搬装置によれば、移動体が移動中は支持体に接触しないので、ガイドレール接触方式のスレッド試験装置などで問題となった振動や騒音、摩擦による寿命の低下などの問題がない。また、摩擦による速度低下がないので、移動体の加速が容易になり最終到達速度も格段に上昇して、試験可能な範囲が拡大する。 According to the high-speed transport device of the present invention, since the moving body does not contact the support while moving, there are problems such as a decrease in life due to vibration, noise, and friction which have been a problem in a guide rail contact type thread testing device. Absent. In addition, since there is no speed reduction due to friction, acceleration of the moving body is facilitated, the final arrival speed is significantly increased, and the testable range is expanded.
以下、実施例を用いて本発明の高速搬送装置を詳細に説明する。
図1はスレッド試験装置に組み込んだ本発明の高速運搬装置の概念図、図2は本発明に係る高速搬送装置に使用する支持体を示す概念図、図3は図2の支持体を示す断面概念図、図4は電磁石電源回路の1例を示す電気回路図、図5は電磁石切替制御回路図、図6は電磁石と電源の接続例を示す結線図、図7は本発明に係る高速搬送装置に使用する第2の支持体を示す概念図、図8は第2の支持体の1態様を示す概念図、図9は第2の支持体の電磁石駆動回路の1例を示す電気回路図、図10は移動体の変形例に対応する本発明の高速搬送装置を示す断面概念図である。
Hereinafter, the high-speed conveyance device of the present invention will be described in detail using examples.
1 is a conceptual diagram of a high-speed transport device according to the present invention incorporated in a sled testing device, FIG. 2 is a conceptual diagram showing a support used in the high-speed transport device according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the support in FIG. 4 is an electric circuit diagram showing an example of an electromagnet power supply circuit, FIG. 5 is an electromagnet switching control circuit diagram, FIG. 6 is a connection diagram showing an example of connection between an electromagnet and a power supply, and FIG. 7 is a high-speed transfer according to the present invention. 8 is a conceptual diagram showing a second support used in the apparatus, FIG. 8 is a conceptual diagram showing one embodiment of the second support, and FIG. 9 is an electric circuit diagram showing an example of an electromagnet drive circuit of the second support. FIG. 10 is a conceptual cross-sectional view showing a high-speed transfer device of the present invention corresponding to a modified example of the moving body.
本実施例の高速搬送装置1は、図1に示すように、移動体2の起動から比較的低速で飛翔する領域に交流電磁石11を移動経路に沿って多数配置し支持体となし、比較的高速で飛翔する領域に直流電磁石13を多数配置して支持体としたものである。
図2および図3に示す支持体は、移動体2の起動から比較的低速で飛翔する領域までに使用するもので、移動体の軌道に沿って並んだ交流電磁石列が移動体軌道を囲うようにして構成される。
As shown in FIG. 1, the high-speed transport device 1 of the present embodiment has a large number of
The support shown in FIGS. 2 and 3 is used from the start of the moving
本実施例で使用される移動体2は、図2に示すように、円筒形のロケット形状をしており、アルミニウムやジュラルミンや銅などの非磁性金属でできた筒型の浮揚部材21の中にロケットモータ22を組み込んで、前端に検査対象である弾頭やロケット部品など供試体23を搭載し、その先端に空気抵抗を減少させ安定な飛翔軌道を確保するためのノーズ24を取り付けたものである。
移動体2は、ロケットモータ22により高速搬送装置上を高速飛翔して、供試体23の高速環境下における機能や状態を検査したり、また、たとえば1.5km先のターゲットに高速で衝突させて、供試体23の被傷状況や機能破損状態を検査するために使用される。
As shown in FIG. 2, the moving
The moving
本実施例の高速搬送装置1は、移動体2が走行する支持体として電磁石11を用いて、浮揚部材21の非磁性金属に発生する誘導電流の作用により磁気浮上させて、移動体2が支持体に接触しないで走行できるようにしたものである。
電磁石11は移動体2の飛翔路に沿って多数並べられ、交流電源により駆動される。電磁石11が生成する磁束が交流電流のため変化するので、浮揚部材21中に磁束変化に伴う渦電流が発生し磁界と作用して、支持体から離れようとする反発力が発生する。
交流電源を使用するので、移動体2が停止状態であっても反発力が発生し、移動体2は空中に浮揚する。そこで、ロケットモータ22に点火すると、移動体2は殆ど摩擦抵抗を受けずに、始動し加速しながら飛行する。
The high-speed conveyance device 1 of this embodiment uses the
A large number of
Since an AC power supply is used, a repulsive force is generated even when the moving
電磁石列は、図3に示すように、移動体2の軌道を囲むようにして複数設置されており、移動体2を周方向から電磁石11で取り囲んで周囲から電磁的に復元力を作用させ、移動体2が進行方向から外れることを防いでいる。
電磁石列は移動体軌道の周囲に等間隔に配置しても良いが、移動体の重量を考慮して、下方に電磁石列が密になるように配置することが好ましい。
As shown in FIG. 3, a plurality of electromagnet arrays are installed so as to surround the trajectory of the moving
The electromagnet arrays may be arranged at equal intervals around the moving body track, but in consideration of the weight of the moving body, it is preferable to arrange the electromagnet arrays so as to be dense below.
なお、移動体2を浮揚させるために作用する電磁石11は移動体2の存在する位置にあるものだけなので、数100mに及ぶ装置1の全長に亘って電磁石11を励磁する代わりに、必要な部分に絞って電力を供給すれば電力の消費を抑制することができる。
そこで、移動体2の軌道には適当な間隔で近接スイッチや赤外線センサなど非接触式物体センサ12を設備して、センサ12が移動体2を検出するとその位置に対応する範囲の電磁石11のみを励磁するようにして、電力の浪費を防止し、電源設備の小型化を可能にしている。
In addition, since the
Therefore, a non-contact
励磁すべき電磁石11は、移動体2の飛行速度を考慮して検出位置に先行する適当な範囲に存在するものを切り換えて指定するようになっている。
なお、支持体1における位置に対応する移動体2の飛行速度は移動体2の性能などによりほぼ決められるので、センサ12の位置と駆動する電磁石11の関係を予め把握して配線することができる。
The
In addition, since the flight speed of the
図4は、交流電磁石の駆動回路を示す電気回路図である。
電磁石の駆動コイル31はそれぞれ高速の半導体切替スイッチ32を介して電源装置33に並列に接続されている。物体センサ12が移動体2の位置を検出すると、移動体2に作用を及ぼすべき電磁石を選択して切替スイッチ32を駆動し、移動体2の進行に合わせて浮揚させる。図中、黒塗りのダイオードは通電状態であることを表している。
FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a drive circuit for the AC electromagnet.
Each of the electromagnet drive coils 31 is connected in parallel to the
なお、電磁石11と移動体2の間の反発力は浮揚部材21が横切る磁束の変化に比例するので、交流電流の周波数に比例する。移動体2は運動をするので、移動体2が経験する実質的な周波数は移動体2の速度が大きいほど高くなり、反発力が大きくなる。
反発力を適当な値に保持するため、移動体2の加速にしたがって駆動電流の周波数を低減するようにしてもよい。移動体2の速度は移動体2の性能に従い支持体の位置に対応して決まるので、移動体2を検出した物体センサ12の位置によって励磁周波数を調整すればよい。
また、交流電源33には交流電磁石11と並列にコンデンサ34を設けて、無効電流を減少させることにより、電力損失を抑制し、電源装置を小型化するようにしてもよい。
In addition, since the repulsive force between the
In order to keep the repulsive force at an appropriate value, the frequency of the drive current may be reduced according to the acceleration of the moving
Further, the
なお、交流電磁石11を多相交流電源で励磁させる場合は、電源の相数の整数倍の電磁石を群として、群内の電磁石数を電源の相数で割って得られる数の連続した電磁石を同相に接続して励磁すると、移動磁界の影響を抑制することができる。この電磁石群は、移動体2の検出にしたがって一緒に励磁される電磁石の範囲でもある。
図2には、3相交流電源を使用する場合の電源と電磁石の接続例を示してある。移動体2の進行方向に9個の電磁石を一緒に切り換えることとし、周方向に配置される電磁石は同一の相として、3個の電磁石ごとにU−V、V−W、W−U接続がされている。
When the
FIG. 2 shows an example of connection between a power source and an electromagnet when a three-phase AC power source is used. Nine electromagnets are switched together in the traveling direction of the moving
図5は、3相電源を用いたときの電磁石切替回路を示す回路図である。
移動体2の位置を検出する物体センサ12の出力は、フリップフロップなどを使った信号整形器36に供給される。移動体2が当該回路で電磁石を励磁すべき領域内に入ってきたときに信号整形器36の出力がONとなり、当該領域から出ていったときに出力がOFFとなる。信号整形器36の出力がONになると発振回路37が作動して、電磁コイル38を励磁してトリガー信号A1−A3,B1−B3,C1−C3,D1−D3を発生し、トリガー信号がサイリスターで構成された各相ごとの切替スイッチ32を通電させて、電磁石コイル31に交流電源35の各相の電流をそれぞれ供給する。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an electromagnet switching circuit when a three-phase power source is used.
The output of the
図6は、3相交流電源を用いて、移動体の回転運動を抑制する方法を示す結線図である。
移動体2の軌道を取り囲む電磁石列を軌道を挟んで左右対称に配置し、それぞれの電磁石コイルに供給する交流電源35の相U−V,V−W,W−Uを左右対称とすることで、浮揚部材21に働く回転方向の電磁力を相殺し、移動体2が回転しないようにすることができる。
なお、電磁石コイルの励磁電流が周回方向に相進するように交流電源35の接続を行うと、回転磁界が発生して移動体2を回転させることができる。移動体2が回転しながら飛翔することにより、進行方向が安定する効果がある。また、高速回転させることができると、飛行中の供試体23の遠心方向の作用に対する性能を試験することもできる。
FIG. 6 is a connection diagram illustrating a method of suppressing the rotational motion of the moving body using a three-phase AC power source.
By arranging electromagnet arrays surrounding the trajectory of the moving
If the
図7に示す支持体は、移動体2の速度がある程度大きくなる領域で使用するもので、移動体の軌道に沿って並んだ直流電磁石列が移動体軌道を囲うようにして構成される。直流電磁石13は移動体2の進行方向に磁極が交互に反転するように配置されている。電磁石13が作る空間磁束密度分布は、移動体2から見ると交番磁界が発生しているのと同じであり、交流電磁石11の場合と同様に移動体2の浮揚部材21に誘導反発力が生じる。
The support shown in FIG. 7 is used in a region where the speed of the moving
図8は、直流電磁石13の駆動回路を示す電気回路図である。
直流電磁石の駆動コイル41は幾つかが直列に接続された群となってそれぞれ高速の半導体切替スイッチ42を介して直流電源装置43に並列に接続されている。電磁石の駆動コイル41は隣接するもの同士で巻線方向を逆にしたり接続端子を逆にしたりして、磁極SNが逆になるようにしてある。
物体センサ12が移動体2の進入を検知すると、移動体2に作用を及ぼす電磁石13の切替スイッチ42をONにして、移動体2を浮揚させる。移動体2が電磁石群を抜けていくとその位置に設置した物体センサ12がそれを検出して、切替スイッチ42をOFFにする。
このようにして、移動体2の進行に合わせて浮揚させると共に、不要な電力を消費しないようにして、電源装置の小型化と電力消費の節約を達成する。
FIG. 8 is an electric circuit diagram showing a drive circuit for the
A plurality of DC electromagnet drive coils 41 are connected in series to a DC
When the
In this manner, the power source device can be miniaturized and power consumption can be saved by levitation with the progress of the
なお、直流電磁石13と移動体2の間の反発力は浮揚部材21が横切る磁束の変化に比例するので、直流電磁石13のピッチが変わらなければ移動体2の速度に比例する。移動体2は進行するにつれて速度が上昇するので、装置1の末端に近づくほど反発力が増大する。
そこで、移動体2が高速で通過する領域では、電磁石を進行方向に長くしたり、電磁石間のピッチを大きくしたりして、反発力を調整することが好ましい。
In addition, since the repulsive force between the
Therefore, in the region where the moving
図9は、進行方向に長い直流電磁石14を使用した支持体の一部を示す概念図である。長い電磁石14は、鉄心の鋼板積厚を大きくしてその周りに電磁コイルを巻回したもので、進行方向に長くなっている。隣同士では移動体2に対向する側の磁極が反対になっている。移動体2が高速で電磁石列の上面を通過するときに経験する磁束密度変化は、短いピッチで並んだ電磁石の部分で受ける場合より小さくなるので、反発力が過大にならない。電磁石14が配置される位置により通過する移動体2の速度が異なるため、適当な電磁石長は位置によって異なる。
なお、図7および図9の直流電磁石13,14に代えて、永久磁石を使用することもできる。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a part of a support using a
Instead of the
図10は、別の形態の移動体に対応して形成された本発明の高速搬送装置を説明する断面図である。
図に示された高速搬送装置は、コの字形の浮揚部材51にロケットモータ52と供試体53を搭載して形成された移動体5に本発明の高速搬送装置を適用したものである。電磁石列54は浮揚部材51の上下左右方向から取り囲むように設置して、移動体5の軌道が所定の範囲に確実に収まるようにする。電磁石列54を浮揚部材51の下に多く配置して、移動体5の荷重を効果的に支える。また、浮遊部材51の左右に電磁石が配置されているため、供試体とロケットモータのロールの動きも制限することができる。
なお、浮揚部材51は翼として使用することで、移動体5の速度が大きくなると、地面効果により浮上力が発生する。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a high-speed transfer device of the present invention formed corresponding to a moving body of another form.
The high-speed conveyance device shown in the figure is one in which the high-speed conveyance device of the present invention is applied to a moving
The
本発明の高速搬送装置は移動体との摩擦が殆ど無いので、従来のガイドレール式スレッド試験装置で問題になったような摩擦による振動や騒音の問題が大幅に低減される。また、非接触であるため、ガイドレールの保守に掛かる費用や労力が節減できる。
なお、高速搬送装置全体に交流電磁石を用いる代わりに、一部を直流電磁石あるいは永久磁石を使うようにすると、使用電力を節約することができる。
また、移動体が通過する部分の電磁石のみを励磁するようにすれば、電力を節減することができる。電磁石コイルと並列にコンデンサを挿入した場合は、無効電力を低減して電力損失を抑制して電源装置を小型化することができる。
Since the high-speed conveyance device of the present invention has almost no friction with the moving body, the problem of vibration and noise caused by friction, which is a problem in the conventional guide rail type thread test device, is greatly reduced. Moreover, since it is non-contact, the cost and labor required for the maintenance of the guide rail can be reduced.
It should be noted that if a part of the high-speed transfer device is a DC electromagnet or a permanent magnet instead of using an AC electromagnet, the power consumption can be saved.
In addition, if only the electromagnet in the portion through which the moving body passes is excited, power can be saved. When a capacitor is inserted in parallel with the electromagnet coil, the reactive power can be reduced, power loss can be suppressed, and the power supply device can be downsized.
本発明の高速搬送装置はスレッド試験装置に組み込んで使用することにより、被試験品を移動体に搭載して高速で飛翔させ、高速状態での性能検査や、高速で衝突したときの状況観察をすることができる。 The high-speed transport device of the present invention is used by incorporating it into a sled test device, allowing the product under test to be mounted on a moving object and flying at high speed, performing performance inspections at high speeds and observing the situation when colliding at high speeds. can do.
1 高速搬送装置
2 移動体
5 移動体
11 交流電磁石
12 物体センサ
13 直流電磁石
14 直流電磁石
21 浮揚部材
22 ロケットモータ
23 供試体
24 ノーズ
31 電磁石駆動コイル
32 切替スイッチ
33 電源装置
34 コンデンサ
35 交流電源
36 信号整形器
37 発振回路
38 電磁コイル
41 直流電磁石駆動コイル
42 切替スイッチ
43 直流電源装置
51 浮揚部材
52 ロケットモータ
53 供試体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High-
DESCRIPTION OF
Claims (8)
8. The high-speed transfer device according to claim 7, wherein when the AC electromagnet is driven by a three-phase AC current, each phase current is distributed so that the electromagnet connected to each phase power supply is symmetrical in the circumferential direction. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003313119A JP2005086847A (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | High speed transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003313119A JP2005086847A (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | High speed transfer device |
Publications (1)
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JP2005086847A true JP2005086847A (en) | 2005-03-31 |
Family
ID=34414172
Family Applications (1)
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107107126A (en) * | 2014-10-29 | 2017-08-29 | 莱特拉姆有限责任公司 | Electromagnetism conveyer |
-
2003
- 2003-09-04 JP JP2003313119A patent/JP2005086847A/en active Pending
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EP3212548A4 (en) * | 2014-10-29 | 2018-07-04 | Laitram, L.L.C. | Electromagnetic conveyor |
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